课程设计分析报告式样

机架有限元分析本章分析计算中，均承受在设备设计最大轧制力下进展计算〔最大轧制力数，依据线性关系，求得在许用范围内该零件所能承受的最大轧制力，即Pi,mxii

Pi,max

(3-17)式中 P ——公称轧制力——该零件许用应力值ii,maxP

——公称轧制力下该零件的最大应力值——许用应力下该零件所能承受的最大轧制力i,max又由

bini

(3-18)式中

——该零件强度极限bin——该零件安全系数i因此，由式(3-17)、式(3-18)可得在许用应力范围内该零件所能承受的最大P为P P bi

P

(3-19)i,max

ni

i,max最终取各零件所能承受的最大轧制力中的最小值作为整个设备所允许的最大轧制力，即

Pmax

Pi,max

,Pj,max

(3-20)轧机的最大轧制力为30000kN，对于一片机架，其载荷按总载荷的一半15000kN进展计算。模型的建立依据构造及载荷对称性，取机架四分之一作为分析模型，模型中窗口内圆225mm〔1〕180mm〔2〕，R40mm,圆R30mm，详见以下各模型。边界条件及载荷3-2，载荷作用在机架上横梁压下螺孔台阶处和下横梁窗口内外表3-33-415000KN1/43-5，在机架四分之一对称面上建立对称约束，这里12略。图图3-2 轧机有限元模型图3-3 压下螺孔单元划分图图3-4 机架窗口内圆角单元划分图3-5 边界载荷有限元结果分析值为0.984mm；其水平方向变形趋势如图3-7，单侧立柱最大X向位移值为0.397mm。图3-6 方案1机架铅垂方向变形图3-7 方案1机架水平方向变形图3-8 方案2机架铅垂方向变形20.985mm3-8,水平方向0.394mm3-9。图3-9 方案2机架水平方向变形3-111机架压下螺丝孔处应力分布图，最大等效应力为3-12133MPa3-13。图3-10 方案1压下螺丝孔等效应力分布图3-11 方案1压下螺丝孔主应力分布图3-12 压下螺丝孔最大等效应力〔局部〕图3-13 压下螺丝孔最大主应力〔局部〕40.7MPa，43.4MPa。图3-14 下部过渡圆角最大等效应力图3-15 下部过渡圆角最大主应力3-172机架压下螺栓孔处应力分布图，最大等效应力为122MPa134MPa。图3-16 方案2压下螺丝孔最大等效应力图3-17 方案2压下螺丝孔最大主应力3-183-19为机架上横梁过渡圆角处应力分布图。最大等效应力为782MPa466MPa。计算中有应力集中消灭。图3-18 上部过渡圆角等效应力分布图3-19 上部过渡圆角主应力分布3-203-212机架过渡圆角处应力分布图，最大等效应力为42.4MPa46.1MPa。图3-20 下部过渡圆角等效应力分布结论

图3-21 下部过渡圆角主应力分布依据以上模型分析可得出机架刚度：方案1：30000/0.894=33557KN/mm2：30000/0.895=33519KN/mm0.1%。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,40.7MPa42.4MPa4%，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3-123-21可以看出局部应力变化，安全系数如下：1机架安全系数为：450