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结晶器振动装置板簧导向机构分析及机电液协同仿真

杨泽  
【摘要】:连铸结晶器作为连铸机的―心脏‖,其设计、制造、操作工艺对连铸机产量、铸坯质量和生产的安全性起着决定性作用。近年来,电液伺服系统驱动振动装置的国产化设计已经成功用于生产,并应用在了方坯、板坯和薄板坯连铸机上。板簧结构参数对结晶器振动装置工作的动态特性有很大的影响,但关于板簧参数选取相关方面的研究很少,所以在进行板簧设计时往往缺少理论指导;另一方面,现阶段对结晶器振动装置的仿真大多是对电液系统或机械系统独立进行研究,而这两者之间往往存在耦合作用。为深化连铸结晶器振动装置的设计理论与方法,本文以重庆大学与某公司的横向合作课题为依托,针对上述问题从以下几个方面展开研究:①分析整体式板坯结晶器振动装置的结构特性,推导结晶器振动装置内外弧扭转和左右侧移动的固有频率解析公式,并与有限元法计算固有频率进行了对比验证。②运用局部灵敏度法分析结晶器振动装置板簧参数,找出影响各刚度的敏感设计参数,研究敏感参数在给定初值附近变动对各阶刚度的影响趋势,为板簧结构参数的优化提供指导。③在ADAMS中建立结晶器振动装置的刚柔耦合多体动力学模型,在MATLAB中搭建电液控制框图,利用两软件之间的接口,建立协同仿真模型并对结晶器的工作过程进行仿真,分析不同工况下的动态特性。④结合实测数据对在ADAMS中建立的刚柔耦合多体动力学模型进行验证,以此验证机械模型的处理方法的可靠性,为协同仿真中机械模型的建立提供支撑。本文的研究成果具有较为重要的工程实践价值,可用于指导结晶器振动装置的结构设计和优化。


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