《有限元课程设计分析报告式样》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有限元课程设计分析报告式样（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轧机机架有限元分析1问题描述（问题）（采用的计算方法）2模型的建立及网格划分（几何模型图）根据结构及载荷对称性，取机架四分之一作为分析模型，模型中窗口圆角 半径分别为225m（方案1）和180m（方案2），圆弧导圆为R40mm,圆滑过渡, 压下螺母孔台阶处导圆为R30mm详见下列各模型。说明网格划分情况，采用的 方法，单元类型，单元大小，个数等。3边界条件及载荷材料属性。模型见图2,载荷作用在机架上横梁压下螺孔台阶处和下横梁窗口表面上，图3、图4为压下螺孔台阶和窗口角过渡圆弧单元划分， 为15000KN压力的1/4， 边界条件见图5,在机架四分之一对称面上建立对称约束，这里只给出方案 1边 界
2、载荷图，方案2略。_3 5Ib+H 4731114 IB-.721E+DB.Til41 F -an-anlS*BOX3jD-30-JD x t图2轧机有限元模型图3压下螺孔单元划分ERBB-NKiMC图4机架窗口内圆角单元划分1296B-HHa11BE*0Bff：l.*jnuLiaajj-r4M-3i-4a.ki tAEBL 14 卫 Cl 口 E4有限元结果分析方案1中机架受载荷作用时，其铅垂方向变形趋势如图6,最大丫向位移值 为0.984mm其水平方向变形趋势如图7,单侧立柱最大X向位移值为0.397mm图6方案1机架铅垂方向变形ANMzs-L丄ci“冋ipn: =.lMp *3-MlHT
3、i-PJn- s-11171-ts图7方案1机架水平方向变形图8方案2机架铅垂方向变形方案2机架受力时，铅垂方向最大位移为 0.985mm详见图8,水平方向单侧立柱最大位移为0.394mm详见图9MXAI. 拠 UTI4MFIFE =1TLMtSlUKL*,V；ILBFAUEffi *.3iEI-Q3SHR -.194B-00MX .117：B03AFK 5 2ijO9OllilDl ill-_39i-fr-.IniE-fla-.-aiEiE-il，圏 9E-W-.3OIE-H-.1BM3山KE 嗣.liJE-MI.113MBFile- F:qlanan153OVjJ-r36P图9方案2机架水
4、平方向变形图10、图11为方案1机架压下螺丝孔处应力分布图，最大等效应力为122MPa详见图12；最大主应力为133MPa详见图13。帕也心aOLUHOICaus =1t*rts-l eiBQV応昨DKZ =.D-：D3Mr9JE21-271E+DB-iJE-KlB.B11J-H3B.LD9EfD9.llNfiMM.C7QK4k冒 m.121I1WF日口 j j-tr5a-3(l-4D. a_t图10方案1压下螺丝孔等效应力分布AN图12压下螺丝孔最大等效应力（局部）I! i：-lL J- jIIT： -H图13压下螺丝孔最大主应力（局部）40.7MPa,最图14、图15为机架过渡圆角处应力分
5、布图，最大等效应力为大主应力为43.4MP&图14下部过渡圆角最大等效应力r*JliAL 96LUl：HE*Q91W1-HJ9EMM.lESltDgijlEEL 13 ZaDBDSJ=S3图15下部过渡圆角最大主应力图16、图17为方案2机架压下螺栓孔处应力分布图，最大等效应力为122MPa最大主应力为134MPai*如I. .OHfli .瘠CTEr=iSBUB =12Jl-BQV AV4)EMr =.SB2e-O3fluu ASS 3a44X lESF+O ?图16方案2压下螺丝孔最大等效应力W?5E*-：fc5口 W343JWF H41dgCIM&lAlAW)EVRK .5B2R-Q3
6、dMW .57.Bia2/jLaL uL JTL jW-苗申-.QLK40?File: f ; qifiO jANAPR- L5 ZDH图17方案2压下螺丝孔最大主应力图18、图19为机架上横梁过渡圆角处应力分布图。最大等效应力为782MPa 最大主应力为466MPa计算中有应力集中出现。图18上部过渡圆角等效应力分布图19上部过渡圆角主应力分布图20、图21为方案2机架过渡圆角处应力分布图，最大等效应力为42.4MPa,最大主应力为46.1MP&图20下部过渡圆角等效应力分布图21下部过渡圆角主应力分布5结论根据以上模型分析可得出机架刚度：方案 1：30000/0.894=33557KN/m
7、m方案 2:30000/0.895=33519KN/mm由此看出，机架窗口圆角变化对刚度影响很小，只有0.1%。方案1中窗口圆角圆弧半径为 R=225mm,方案2中窗口圆角圆弧半径为R=180mm,机架窗口圆角圆弧处对应等效应力分别为40.7MPa和42.4MPa,应力增大4%可以认为机架窗口圆角圆弧对强度影响很大，直接影响机架的安全系 数，同时，压下螺丝孔台阶处的导圆处也是不能忽略之处，从图12至图21可以看出局部应力变化，安全系数如下：方案1机架安全系数为：450/40.7=11.05方案2机架安全系数为：450/42.4=10.6综合以上分析结果，现机架结构方案，窗口圆角R取值在225-260mm围较为适当，机架变形改变微小，局部应力集中变化不大，认为该方案机架结构安全 合理。参考文献：16体会及建议
