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NFX|轧机机架仿真分析

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       轧机机架是轧机工作机座中尺寸和重量最大部件,其重量占整个工作机座的45~50%。轧件作用于轧辊的全部轧制力和水平方向张力、惯性冲击及轧辊平衡装置中平衡力等最终都为机架所承受。机架受力后所产生的变形直接影响轧件尺寸精度,因此机架必须具有足够的强度和刚度,另外结构便于拆卸和换辊。正确计算和设计机架是十分必要的,安全系数n=10~15,机架是机座中最重要部件。

机架性能概述
  • 工作机座的骨架.
  • 用来安装轧辊、轧辊轴承座、轧辊调整装置、导卫装置、换辊及冷却润滑装置等.
  • 机架承受着经轧辊、轴承座、压下螺丝等传来的全部轧制力.
  • 轧制生产要求机架具有足够的强度和刚度,且其结构要适应轧辊调节快速换辊的需要.
  • 很大的安全系数,并作为永久使用、不更换的零件进行设计.

机架强度计算方法

粗略计算:工程法,把机架简化成形状简单的框架,应用材料力学的方法进行计算.
精确计算:有限元法

机架仿真分析流程

  1. 计算方法和计算标准的选择

  2. 模型建立

  3. 结构材料及其许用应力值

  4. 网格划分

  5. 约束及载荷

  6. 分析结果

  7. 优化方案评估

1.计算方法的选择

强度极限状态法/许用应力法

轧机主钢结构CAE计算选用许用应力法

计算标准的选择

重型机械标准 2008

FEM(欧洲搬运工程协会)标准第一部分

GB50017-2003钢结构设计规范

2.模型建立

几何模型

NFX几何模型建立的三种途径

1.根据CAD图纸直接在NFX软件环境下创建几何模型,由几何模型再创建有限元模型

2.在NFX软件环境下直接读入CAD文件形成2D模型,文件格式为dxf、igs等,再由2D模型创建有限元模型

3.在NFX软件环境下直接读入产品或部件的CAD-3D模型,然后进行几何特征清理。

模型简化

简化对CAE计算影响较小的几何特征
省略所有连接板
建模时不考虑焊缝体积
计算结果不含焊缝的残余应力
3.结构材料及其许用应力值
    所用材料为ZG270-500,E=210 000 MPa,G=81 000MPa,u=0.29,许用应力值见下表
NFX自带各个国家地区规范材料库,可针对相应规范选取
4.网格划分

采用二维网格向三维网格扩展的方式

采用六面体网格

(二维)
5.约束及荷载
6.运行分析及结果查看
范米塞斯应力
变形
7.优化方案评估

评估优化方案对应力幅的降低量   

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来源:midas机械事业部
拓扑优化NFX材料
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首次发布时间:2023-03-22
最近编辑:1年前
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