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连续挤压机主轴部件强度分析与计算

贺德昂  
【摘要】: 连续挤压技术已在铝、铜型材加工和电线电缆包铝等方面得到了广泛的应用,大连铁道学院研制的SLJ350型连续挤压机是我国目前连续挤压和包覆设备的主流机型。SLJ350机型问世以来,经不断的改进,挤压轮、轴套和主轴等主轴系统部件的寿命有了很大的提高,但是离进口设备的寿命尚有一段距离。为了进一步改进设计,提高性能,延长使用寿命,增强市场的竞争能力,需要采用现代设计方法对连续挤压机主轴部件的受力情况和机械强度进行一次系统的分析计算。为此,本文采用有限元法对挤压轮、轴套和主轴等主要零件进行了较详尽的数值模拟。 本文采用I-DEAS软件作为计算机辅助分析的工具,基于弹塑性有限元理论和传热学理论,建立了工作状态下主轴系统的有限元分析方法及技术处理方法。论文共分为四大部分: 1.介绍了连续挤压法和有限元法的原理及应用,阐述了使用有限元法对连续挤压机主轴系统进行分析计算的必要性、可行性及优越性。 2.针对进行主轴系统有限元分析所需的理论基础做了说明。 3.推导了连续挤压时变形力的计算公式,确定了工作状态下主轴系统所受载荷的大小及载荷分布规律,为建立边界条件奠定了基础。 4.在I-DEAS软件中使用手动创建节点单元的方法建立起主轴系统的整体有限元模型,并对其进行了线性静态分析,得到了主轴系统各部件在机械载荷作用下的应力应变分布。其次还针对挤压轮进行了温度场分析,最终得到了挤压轮由于温度作用所引起的温度应力。 本文首次针对主轴系统进行了整体结构的有限元分析,运用I-DEAS软件中的间隙单元来模拟系统内部的弹性接触问题,所得的各部件应力应变场能够较为真实地反映实际工况下各部件的应力应变分布,从而为判定零件的机械强度,并为今后设计同类产品提供了参考。


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