平整机轴受力的有限元分析开题报告

全文总字数：3778字

1. 研究目的与意义（文献综述）

开卷机是热轧生产线、冷轧、涂层、退火、纵剪和重卷等生产线中必不可少的生产设备，是板带材生产中重要的单体设备。开卷机主要是由活动机座、卷筒、浮动控制油缸和底座等主要零部件组成。目前国内常见的开卷机有以下几种:双锥头式开卷机、双圆柱头式开卷机、以及悬臂式开卷机。以上几种开卷机均成功地应用于冷轧机组车间和带材开卷车间。

冷带开卷机广泛用于冷轧带钢车间，凡是以带卷为坯料的机组，如：连续酸洗、剪切、连续热处理及边界镀层等机组，都必须设置开卷机，完成开卷、直头和送料等准备工序 ^[4]。开卷机主轴作为开卷机的关键零件，同时承受轴上零件重量、压力、转矩、弯矩等多种载荷，工作中一旦发生过度挠曲甚至断裂，将对生产乃至人身安全造成巨大损失。而且随着轧制速度、开卷速度以及卷重的不断提高，势必对开卷机主轴的力学性能要求更加苛刻^[5]。

带材开卷机在成卷轧制和带材精整机组中用于支承钢带卷, 并和直头机一起把钢带送入矫平机。开卷机承受很大的张力以降低轧制压力, 减少带钢翘曲现象, 从而提高带钢产品质量。因此, 主轴受力较大, 容易断裂失效。根据开卷机的工作方式, 由于缺乏先进的设计手段, 主轴设计时选取安全系数就高不就低, 会造成结构尺寸笨重, 成本提高。因此, 用有限元方法对主轴进行结构静力分析, 并在此基础上进行优化设计是提高设计水平和降低主轴成本的有效途径^[1]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

平整机轴在服役时发生了过早断裂，不仅给企业带来比较大的直接经济损失，而且对正常的生产运行产生很大的影响。本工作是对该失效的平整机轴进行受力分析，用有限元方法对该轴在服役时的静态受力情况、动态疲劳损伤等进行数值模拟，结合前期在失效分析其它方面的研究工作，对其产生断裂的原因进行分析，并提出改进意见，供企业参考。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献，完成开题报告。

第4-5周：选定分析软件ansys workbench，确定对平整机轴进行受力分析的方案，并熟悉所选软件。

第6-8周：对平整机轴服役时的静态受力情况进行有限元分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王国华,朱春熙.带材开卷机主轴的有限元分析[j].机械设计与制造,2008(08):6-7.

[2]王昌,王岩,方伟欣,姜伟.基于workbench的开卷机瞬态动力学分析[j].内蒙古科技大学学报,2015,34(03):243-247.

[3]钟毅,廖红卫.开卷机棱锥轴断裂的失效分析[j].钢铁研究,2010,38(05):43-45 62.