【正文】 be 560 C. The predicted temperatures agree well with the measured temperatures. The temperature on the strip surface after the stand F7 was measured to be 904 39。 and is temperature. Hot rolling is a thermomechanical process analyzed by solving the heat conduction equation coupled to a deformation analysis. During the rolling process, the temperature distribution in the strip can be calculated using the governing partial differential equation.where is density。在此，我還要感謝在一起做設(shè)計(jì)的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。6 結(jié)論本設(shè)計(jì)是在查閱大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以熱連軋1780生產(chǎn)線中E1軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，應(yīng)用Pro/E完成主傳動(dòng)系統(tǒng)的三維模型。為了方便設(shè)計(jì)加工，將優(yōu)化變量取整為:R=95mm，H=405mm，此時(shí)插頭所受最大等效應(yīng)力為如圖54所示。(8)選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法。生成循環(huán)所用的分析文件。就是對(duì)于初始設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，對(duì)分析結(jié)果就設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)估，然后修正設(shè)計(jì)。所謂“最優(yōu)設(shè)計(jì)”，指的是一種方案可以滿足所有的設(shè)計(jì)要求，而且所需的支出（如重量，面積，體積，應(yīng)力，費(fèi)用等）最小。從約束的意義上來(lái)說(shuō)，約束是為了模擬真實(shí)的工作環(huán)境。圖448 整體有限元模型為了更順利的進(jìn)行后面的研究，對(duì)有限元模型進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化:將齒形簡(jiǎn)化，雖然會(huì)對(duì)單體零件振型有一定影響，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言影響甚微，并忽略微小結(jié)構(gòu)對(duì)分析的影響，如很小的倒角、圓角、螺紋孔等。3)材料屬性:材料為，其機(jī)械性能如下：。這5階模態(tài)頻率下振型的最大位移都發(fā)生在齒頂圓。中間齒輪前5階模態(tài)頻率都發(fā)生在，與之嚙合的齒輪軸前5階模態(tài)在此范圍內(nèi)無(wú)固有頻率發(fā)生，因此可見(jiàn)，在結(jié)構(gòu)上避免了共振的發(fā)生概率。1)模型建立由于斜齒輪外形相對(duì)復(fù)雜，在Pro/E軟件中建立實(shí)體模型，通過(guò)專(zhuān)用接口把實(shí)體模型直接導(dǎo)入到ANSYS中完成有限元模型的建立。有限元模型簡(jiǎn)化:忽略微小結(jié)構(gòu)對(duì)分析的影響，如很小的倒角、圓角等。 E1軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)分析模態(tài)分析主要是研究結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的固有頻率和振型[14]。3)材料屬性:材料為，其機(jī)械性能如下：。圖418是花鍵齒的等效應(yīng)變分布曲線。 5)施加載荷:將工作端傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的扭矩轉(zhuǎn)換為壓力加到輪齒上，添加方法與前面兩個(gè)齒輪所用方法一樣。從此圖可以得知拉身側(cè)受到的等效應(yīng)變?yōu)?，受壓?cè)等效應(yīng)變?yōu)椤?)施加約束:如圖48所示在軸孔內(nèi)側(cè)施加全約束。觀察圖45所示的曲線可知承載齒受力存在兩個(gè)主峰值，結(jié)合采集曲線時(shí)的路徑，右側(cè)峰值大小為發(fā)生在承載齒受壓側(cè)，左側(cè)峰值大小為發(fā)生在承載齒拉身側(cè)。齒輪軸約束及載荷分布如圖42。固定不變的載荷和響應(yīng)是一種假定；即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時(shí)間的變化非常緩慢。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó)ANSYS開(kāi)發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer、NASTRAN、 Alogor、IDEAS、AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAD工具之一。離散化的思想可以追溯到20世紀(jì)40年代。3 主傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模Pro/Engineer是美國(guó)參數(shù)化技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation簡(jiǎn)稱PTC）一款著名的CAD/CAM/CAE軟件[6]。在研究振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，建立力學(xué)模型的方法常用的有集中質(zhì)量法和有限元法兩種。工程技術(shù)中最普遍的振動(dòng)問(wèn)題就是動(dòng)力響應(yīng)分析，這是因?yàn)閯?dòng)力響應(yīng)直接關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、運(yùn)動(dòng)形態(tài)和振動(dòng)能量水平。59軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)由主電機(jī)、減速器、中間軸、萬(wàn)向聯(lián)軸器等組成。Optimization目錄1 引言 1 2 2 23 主傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模 4 4 主傳動(dòng)系統(tǒng)三維模型 44 E1軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)特性分析 6 6 6 6 ANSYS軟件簡(jiǎn)介 6 主傳動(dòng)系統(tǒng)靜力分析 7 7 7 7 7 10 11 13 E1軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)分析 15 15 15 15 18 21 25 285 關(guān)鍵零件優(yōu)化 33 33 33 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟 33 346 結(jié)論 38謝辭 39參考文獻(xiàn) 40附錄 41外文資料 46僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！畢業(yè)設(shè)計(jì)1 引言軋鋼車(chē)間的所有機(jī)械設(shè)備統(tǒng)稱為軋鋼機(jī)。 關(guān)鍵詞：熱連軋 立輥軋機(jī) 主傳動(dòng)系統(tǒng) 有限元 模態(tài) 靜力 優(yōu)化3D Modeling of E1 Hot Rolling Main Drive System Mill and Mechanical Characteristics AnalysisAbstractRolling mill is an important monomer production line equipment, and rolling mill main drive system is a core ponent. With the munity39。僅供參考僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！，支持原僅供參考，支持原創(chuàng)，鄙視抄襲！創(chuàng)，鄙視抄襲！畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目：熱連軋E1立輥軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模及力學(xué)特性分析機(jī)電工程系系 別：_________________________班 級(jí)：_________________________姓 名：_________________________指 導(dǎo) 教 師：_________________________0000年6月熱連軋E1立輥軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模及力學(xué)特性分析摘要軋機(jī)是軋制生產(chǎn)線上的重要單體設(shè)備，而軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)又是軋機(jī)的核心組成部分。并利用ANSYS對(duì)關(guān)鍵部位零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。Static 。利用大型通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)三維模型進(jìn)行單體模態(tài)分心、裝配體模態(tài)分析，觀察分析得到的數(shù)據(jù)與振型，從而得出主傳動(dòng)系統(tǒng)的固有動(dòng)力學(xué)特性；對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行單體靜力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上獲知主傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作時(shí)各部分的真實(shí)受力情況，并將得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與材料屬性進(jìn)行對(duì)比，判斷各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否符合指標(biāo)；利用ANSYS軟件為關(guān)鍵部位零件建立參數(shù)模型并進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到提高零件承載能力的目的。近些年，有人對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器部件作過(guò)有限元分析，但對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的整體有限元分析并不多見(jiàn)[18]。軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)研究，主要是研究其固有動(dòng)態(tài)特性及由于咬鋼或甩尾等沖擊載荷造成的沖擊響應(yīng)。外部因素由軋件形狀、軋制條件等確定[19]。物體被離散后，通過(guò)對(duì)其中各個(gè)單元進(jìn)行單元分析，最終得到對(duì)整個(gè)物體的分析。 ANSYS軟件簡(jiǎn)介ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件[9]。 靜力分析用于計(jì)算由那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移，應(yīng)力，應(yīng)變和力。所添加載荷大小與下面所研究的中間齒輪上添加的載荷大小相等，為一對(duì)相互作用力（具體計(jì)算見(jiàn)大齒輪靜力分析）。 圖45 齒形面應(yīng)力分布曲線 圖46齒形面等效應(yīng)變分布曲線圖45是齒輪軸承載輪齒兩側(cè)的等效應(yīng)力分布曲線，采集曲線時(shí)所用的節(jié)點(diǎn)都在承載齒兩側(cè)。3)材料屬性:材料為，其機(jī)械性能如下：。圖412是承載齒的等效應(yīng)變分布曲線，曲線采集方法與等效應(yīng)力分布圖的采集方法相同。4)施加約束:如圖413所示在軸承位置添加徑向約束，在軸肩處加軸向約束。由圖417可以得知花鍵齒拉伸側(cè)受到的最大應(yīng)力約為；拉伸側(cè)最大應(yīng)力發(fā)生在齒根處?；ㄦI軸套前處理2)網(wǎng)格劃分:采用10節(jié)點(diǎn)的四面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。本設(shè)計(jì)采用另一種方法模擬真實(shí)環(huán)境，即在花鍵齒承載側(cè)添加正壓力用以模擬接觸行為，在低端面施加全約束，配合花鍵齒上添加的正壓力來(lái)模擬扭轉(zhuǎn)。1)齒輪軸模型的建立由于斜齒輪外形相對(duì)復(fù)雜，在Pro/E軟件中建立實(shí)體模型，通過(guò)Pro/E 。激勵(lì)頻率在以及左右時(shí)，發(fā)生共振的概率很大，所以一定要及時(shí)的監(jiān)控激勵(lì)頻率的范圍，防止發(fā)生共振。這5階模態(tài)頻率下振型的最大位移都發(fā)生在齒頂圓，5兩階模態(tài)位移最大，對(duì)齒輪的危害大。并呈遞增趨勢(shì)。2)花鍵軸套外形比較復(fù)雜，所以采用10節(jié)點(diǎn)的四面體單元（solid92），自由方式進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元尺寸設(shè)定為60mm，共72731節(jié)點(diǎn)，64431單元。整體有限元模型如圖448所示。由模態(tài)圖不難看出，整體模態(tài)中的零件振型在某階存在與前面分析得出的單體零件振型基本相同的情況。5 關(guān)鍵零件優(yōu)化優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種尋找確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)。對(duì)于這兩種方法，ANSYS程序提供了一系列的分析——評(píng)估——修正的循環(huán)過(guò)程。優(yōu)化設(shè)計(jì)通常包括以下幾個(gè)步驟，這些步驟根據(jù)用戶所選用優(yōu)化方法的不同（批處理GUI方式）而有細(xì)微的差別。(7)聲明優(yōu)化變量。圖53 設(shè)計(jì)變量（DV）、目標(biāo)函數(shù)（OBJ）的迭代過(guò)程圖55 設(shè)計(jì)變量R的變化過(guò)程曲線圖56 設(shè)計(jì)變量H變化過(guò)程曲線圖57 目標(biāo)函數(shù)SMAX的變化過(guò)程曲線最佳設(shè)計(jì): R=，H=，零件所受最大等效應(yīng)力為。優(yōu)化過(guò)程中GUI操作非常繁瑣，本論文采用命令流方式進(jìn)行參數(shù)建模、參數(shù)控制、參數(shù)提取等優(yōu)化操作（注:命令流見(jiàn)附錄）。感謝老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的耐心指導(dǎo)和講解，特別是在外文方面給予的巨大幫助。In this simulation, the material flow behavior isdetermined by the flow stress data obtained in the thermomechanical simulation experiment .where is equivalent strain。C. The temperature on the strip surface after the stand F7 was measured to be 904 39。 is time。 CMSEL,S,_Y VMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1, !*定義材料屬性MPDATA,PRXY,1, FLST,2,4,5,ORDE,4 !*添加約束和載荷FITEM,2,2 FITEM,2,10 FITEM,2,18 FITEM,2,26 DA,P51X,ALL,FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,39 FITEM,2,40 SFA,P51X,1,PRES,FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,36 FITEM,2,37 SFA,P51X,1,PRES,35967000/SOL !*開(kāi)始求解/STATUS,SOLUSOLVE FINI/POST1 !*查看優(yōu)化前結(jié)果SET,1,1,ISET1,PLNSOL,S,EQV,0*GET,MAXSEQV_NODEI,PLNSOL,0,MAX *SET,FEIFEI,MAXSEQV_NODEI FINISH *END*USE,OPTIM/OPT !*優(yōu)化控制OPANL,OPTIMOPVAR,R,DV,90,110 !*定義R取值范圍OPVAR,H,DV,400,415 !*定義H取值范圍OPVAR,FEIFEI,OBJ !*定義目標(biāo)函數(shù)OPKEEP,ONOPTYPE,SUBPOPSAVE,OPTCIRCLE,OPT0 !*定義優(yōu)化方法OPLIST,ALL,1OPEXEC !*優(yōu)化結(jié)束、現(xiàn)實(shí)優(yōu)化結(jié)果外文資料Finite Element Simulation of Hot Strip Continuous RollingProcess Coupling Microstructural EvolutionIn hot rolling process of steel strip,the important parameters that influence the final product quality are the physical dimension, temperature, and microstru