本文關(guān)鍵詞：軋機(jī)滑塊式萬向聯(lián)軸器設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：滑塊式萬向聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用于大型軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中，也是軋機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)，，在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)扁頭、叉頭斷裂的情況，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，針對(duì)萬向聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行研究，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)來提高其整體承載能力和工作壽命具有重大意義。 本文以某鋼鐵公司寬厚板廠3800mm可逆式軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)滑塊式萬向聯(lián)軸器作為研究對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)全面掌握萬向聯(lián)軸器的真實(shí)受載情況。采用有限元技術(shù)對(duì)萬向聯(lián)軸器整體進(jìn)行分析計(jì)算，確定各零部件的應(yīng)力分布狀況和危險(xiǎn)部位。通過對(duì)比兩種規(guī)格的萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)在相同載荷作用下的應(yīng)力結(jié)果，了解了萬向聯(lián)軸器關(guān)鍵設(shè)計(jì)尺寸對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。在此基礎(chǔ)上結(jié)合萬向聯(lián)軸器扁頭、叉頭危險(xiǎn)部位所承受循環(huán)應(yīng)力的特征，采用有限元參數(shù)化優(yōu)化技術(shù)，依據(jù)等強(qiáng)度原則，兼顧叉頭成本高的因素對(duì)萬向聯(lián)軸器進(jìn)行整體優(yōu)化，得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)使萬向聯(lián)軸器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨于合理。最后結(jié)合萬向聯(lián)軸器扭矩峰值載荷譜，編制出扁頭、叉頭危險(xiǎn)部位的隨機(jī)應(yīng)力譜，采用修正的p-S-N曲線和Miner線性累積損傷理論對(duì)滑塊式萬向聯(lián)軸器的扁頭、叉頭進(jìn)行疲勞壽命估算。 優(yōu)化后扁頭的疲勞壽命為13.7年，叉頭計(jì)及價(jià)值系數(shù)的疲勞壽命為25.9年，在保證叉頭有足夠疲勞強(qiáng)度前提下，扁頭的疲勞壽命得到了較大的提高，實(shí)現(xiàn)了提高滑塊式萬向聯(lián)軸器整體承載能力和工作壽命的優(yōu)化目標(biāo)。 本文采用的有限元參數(shù)化優(yōu)化方法主動(dòng)在可行域內(nèi)尋找最佳設(shè)計(jì)方案，分析結(jié)果可靠性高，可以推廣到實(shí)際工程設(shè)計(jì)中使用，意義深遠(yuǎn)。
【關(guān)鍵詞】：滑塊式萬向聯(lián)軸 有限元法 參數(shù)化模型 疲勞壽命 軋機(jī)
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG333;TH133.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題來源及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 萬向聯(lián)軸器靜力學(xué)研究9
• 1.2.2 萬向聯(lián)軸器動(dòng)力學(xué)研究9-10
• 1.2.3 有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化10-12
• 1.2.4 疲勞研究及其壽命估算12-13
• 1.3 本文的主要工作和研究方法13-15
• 第2章 滑塊式萬向聯(lián)軸器系統(tǒng)有限元分析15-28
• 2.1 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)力能參數(shù)測(cè)試15-17
• 2.1.1 測(cè)試項(xiàng)目15
• 2.1.2 測(cè)試方法15-16
• 2.1.3 測(cè)試結(jié)果16-17
• 2.2 滑塊式萬向聯(lián)軸器簡介17
• 2.3 滑塊式萬向聯(lián)軸器有限元分析17-22
• 2.3.1 幾何模型17-18
• 2.3.2 單元選擇18
• 2.3.3 材料屬性18
• 2.3.4 網(wǎng)格劃分18
• 2.3.5 接觸分析18-21
• 2.3.6 邊界條件和加載21-22
• 2.4 有限元仿真結(jié)果分析22-26
• 2.4.1 扁頭厚度 L0=220mm 的仿真分析22-25
• 2.4.2 扁頭厚度 L0=290mm 的仿真分析25-26
• 2.5 小結(jié)26-28
• 第3章 滑塊式萬向聯(lián)軸器參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)28-37
• 3.1 有限元參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)28-31
• 3.1.1 優(yōu)化模型的數(shù)學(xué)描述28
• 3.1.2 有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)過程28-30
• 3.1.3 有限元參數(shù)化優(yōu)化步驟30-31
• 3.2 滑塊式萬向聯(lián)軸器優(yōu)化設(shè)計(jì)31-34
• 3.2.1 優(yōu)化變量和初始條件的設(shè)定31-33
• 3.2.2 萬向聯(lián)軸器參數(shù)化模型的建立及優(yōu)化過程33-34
• 3.3 優(yōu)化結(jié)果34-36
• 3.4 小結(jié)36-37
• 第4章 優(yōu)化后滑塊式萬向聯(lián)軸器的疲勞壽命分析37-49
• 4.1 優(yōu)化后萬向聯(lián)軸器應(yīng)力分析37-38
• 4.2 萬向聯(lián)軸器的隨機(jī)應(yīng)力譜38-41
• 4.2.1 扁頭的隨機(jī)應(yīng)力譜38-40
• 4.2.2 叉頭的隨機(jī)應(yīng)力譜40-41
• 4.3 疲勞累積損傷理論41-42
• 4.4 材料的P-S-N曲線42-43
• 4.5 疲勞壽命估算43-48
• 4.5.1 扁頭疲勞壽命估算43-45
• 4.5.2 叉頭疲勞壽命估算45-48
• 4.6 小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 總結(jié)49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54-55
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文55-56
• 詳細(xì)摘要56-60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：622400