【正文】 er deformation, as well as grain growth after plete recrystallization when the dynamic and static recoveries are not only affect the resistance of the metal deformation directly, These not only affect the resistance of the metal deformation directly,but also, to a great extent, determine the final microstructure and properties of the rolled product.In general, higher strains and shorter inter strains times in hot rolling increase the possibility of DRX,This can be initiated either by a single pass or by multipass strain accumulation. In 2050 mm 7stand hot strip tandem mill, the most important ponents of the finishing train include seven 4high finishing stands F1 to F7。C to 580 39。 is velocity field。一年多來，老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。ANSYS優(yōu)化設計中，直接導入的模型是無法進行參數(shù)化的，所以必須在ANSYS自身環(huán)境下建立的模型方可參數(shù)化。表51 定義優(yōu)化變量優(yōu)化變量項目最小值最大值設計變量R (mm)90110H (mm)400415目標函數(shù)SMAX表51中R為插頭上圓孔半徑，H為圓孔中心距底面距離，SMAX為插頭所受最大等效應力。(6)進入OPT，指定分析文件（OPT）。這兩種方法的選擇取決于用戶對于ANSYS程序的熟悉程度。一階方法基于目標函數(shù)對設計變量的敏感程度，因此更加適合于精確的優(yōu)化分析。整體模態(tài)在完善單體模態(tài)的同時也更進一步證明了單體模態(tài)分析得到的結果是正確的，反之，單體模態(tài)也證明了整體模態(tài)得到的結果是正確的。圖449 整體網(wǎng)格及邊界條件圖圖450 系統(tǒng)1階振型圖圖451 系統(tǒng)2階振型圖圖452 系統(tǒng)3階振型圖圖453 系統(tǒng)4階振型圖圖454 系統(tǒng)5階振型圖圖455 系統(tǒng)6階振型圖圖456 系統(tǒng)7階振型圖圖457 系統(tǒng)8階振型圖圖458 系統(tǒng)9階振型圖表45 系統(tǒng)前9階頻率及最大位移階數(shù)123456789頻率（Hz）最大位移（mm）6)總體模態(tài)分析總結由振型圖可知，14階模態(tài)最大位移都發(fā)生在中間齒輪；59階模態(tài)最大位移發(fā)生在大齒輪處；19階頻率呈遞增趨勢，但所產(chǎn)生的最大位移都未超過1mm，可見系統(tǒng)從結構上比較穩(wěn)定。1)模型建立在Pro/E軟件中建立實體模型，通過專用接口把實體模型直接導入到ANSYS中完成有限元模型的建立?；ㄦI軸套的有限元模型簡化:忽略很小的倒角、圓角、螺紋孔等。圖435 大齒輪網(wǎng)格模型圖436 大齒輪約束分布圖圖437 大齒輪1階振型圖圖438 大齒輪2階振型圖圖439 大齒輪3階振型圖圖440 大齒輪4階振型圖圖441 大齒輪5階振型圖43 中間齒輪前5階頻率及最大位移階數(shù)頻率（Hz）最大位移（mm）振型描述1繞Z向扭轉(zhuǎn)2X向徑向振動3Y向徑向振動4繞Z向扭轉(zhuǎn)5對稱振動5)總結:綜上可知，大齒輪前5階模態(tài)比較集中，全部發(fā)生在之間。并呈遞增趨勢。圖423 齒輪軸約束、載荷分布圖圖424 齒輪軸1階振型圖圖425 齒輪軸2階振型圖圖426 齒輪軸3階振型圖圖429 齒輪軸4階振型圖圖428 齒輪軸5階振型圖表41 齒輪軸前5階頻率及最大位移階數(shù)頻率（Hz）最大位移（mm）振型描述1Y向搖擺2X向搖擺31032繞Z扭轉(zhuǎn)41046末端繞Z扭轉(zhuǎn)51144Y向彎曲由陣型圖可以看出，在模態(tài)分析中載荷并不會影響振型與頻率，因為，如果添加的載荷起到作用，那么在承載齒上將會有變形發(fā)生，但在4三階振型圖中可以明顯看出在齒形處無變形發(fā)生，所以驗證了模態(tài)分析時載荷不起作用；能影響振型的只有一種外部激勵，即零位移約束；綜上可知：1階和2階頻率接近，頻率較低，3階和4階頻率接近，較2階頻率而言相差很大；5階頻率最高；4階振型都發(fā)生在末端；5發(fā)生在輪齒處； 2階位移量較大，如發(fā)生共振將對齒輪軸產(chǎn)生嚴重影響。(1)建立模型；(2)加載及求解:定義分析類型和分析選項，施加載荷，在模態(tài)分析中唯一有效的載荷是零位移約束；(3)擴展模態(tài):將振型寫入結果文件，只有擴展模態(tài)后才能在后處理中看到振型；(4)后處理:經(jīng)過擴展模態(tài)后，模態(tài)分析的結果包括固有頻率、擴展的模態(tài)振型、相對的應力和應變分布將被寫入到結構分析結果文件中。按照理論，扭矩應均勻施加于花鍵軸套底面的直徑端點處，實際分析操作中無法實現(xiàn)這一理想狀態(tài)，只能把扭矩轉(zhuǎn)換成集中力施加于直徑端點處。有限元模型簡化:將倒角、圓角及較小螺紋孔簡化?；ㄦI齒處受力情況圖417 花鍵齒等效應力分布曲線 圖418 花鍵齒等效應變分布曲線圖417是大齒輪內(nèi)花鍵處等效應力分布曲線，采集曲線時所用的節(jié)點主要從應力分布場區(qū)域中獲得如圖416所示。3)材料屬性:材料為，其機械性能如下：。結合圖411以及定義的節(jié)點路徑可以得知承載齒拉伸側(cè)受到的應力為，受壓側(cè)受到的等效應力為；材料的屈服極限，輪齒受到的拉應力和壓應力均在屈服極限的許用范圍之內(nèi)。2)網(wǎng)格劃分:采用10節(jié)點的四面體單元劃分網(wǎng)格。圖43 齒輪軸等效應力分布圖 圖44齒輪軸等效應變分布圖齒形面受力情況如圖45和46所示。5)載荷條件[12] :齒輪嚙合屬于線接觸，ANSYS中很難在面上添加線載荷，所以在齒形面上截出一個很窄的面添加面載荷來模擬線接觸。可是，靜力分析可以計算那些固定不變的慣性載荷對結構的影響（如重力和離心力），以及那些可以近似為等價靜力作用的隨時間變化載荷。由變分法有限元擴展到加權殘數(shù)法與能量平衡法有限元，由彈性力學平面問題擴展到空間問題、板殼問題，由靜力平衡問題擴展到穩(wěn)定性問題、動力問題和波動問題，由線性問題擴展到非線性問題[8]。 主傳動系統(tǒng)三維模型圖31 主傳動系統(tǒng)外觀圖32 主傳動系統(tǒng)內(nèi)部示意圖圖33 主傳動系統(tǒng)分解示意圖4 E1軋機主傳動系統(tǒng)力學特性分析有限單元法（FEM，F(xiàn)inite Element Method）的基本思想是將物體離散成有限個且按一定方式相互聯(lián)結在一起的單元的組合，來模擬或逼近原來的物體，從而將一個連續(xù)的無限自由度問題簡化為離散的有限自由度問題求解的一種數(shù)值分析法[7]。影響軋機主傳動系統(tǒng)扭振的因素可分為內(nèi)部因素和外部因素，內(nèi)部因素由軋機的結構形式和結構參數(shù)確定，它反映系統(tǒng)結構本身對動載的影響。軋機振動問題是世界范圍內(nèi)的技術難題。然而，單體零件有限元分析結果的精確程度主要取決于模擬邊界條件與真實邊界條件的相近程度，因此前面得到的結論還有需進一步加以驗證。本設計以E1軋機主傳動系統(tǒng)為研究對象，利用Pro/E三維軟件為主傳動系統(tǒng)機械部分各組成零件建立三維模型，并組裝。Modal。利用大型通用有限元分析軟件ANSYS對主傳動系統(tǒng)進行單體模態(tài)分析、裝配體模態(tài)分析、單體靜力分析，在此基礎上得出主傳動系統(tǒng)的固有頻率、振型以及受力、變形情況。隨著社會對軋制產(chǎn)品數(shù)量需求的增大和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，軋制設備向大型化、高速化、自動化、精密化方向發(fā)展的趨勢越來越明顯。s demand for rolled products increased the number and improve the product quality requirements, rolling equipment to largescale, highspeed, automatic, precise direction of trends are being evident. On the carrying capacity of rolling mill drive system, dynamic stability requirements are also increasing. As the rolling work of environmental constraints, on the rolling mill main drive of the stressstrain tests usually can not. To obtain this information, Rolling Mill work to master the situation, through the finite element method can be realized.In this paper, E1 rolling mill main drive for the study, use of Pro / E 3D softwarebased transmission system to establish threedimensional model. In this paper, E1 rolling mill main drive for the study, use of Pro / E 3D softwarebased transmission system to establish threedimensional model. Using largescale finite element analysis software ANSYS modal analysis of the transmission system, static analysis, obtained on this basis the natural frequency of transmission. Optimized using ANSYS key ponent parts.Key words:hot strip。軋機是軋制生產(chǎn)線上的重要單體設備，而軋機主傳動系統(tǒng)又是軋機的核心組成部分，一旦出現(xiàn)故障將導致嚴重的損失[1]。早期，對系統(tǒng)強度計算用的是材料力學方法和以實驗數(shù)據(jù)為基礎的經(jīng)驗公式法，這兩種方法計算精度不高，可靠性較差。實際上動力響應分析也是振動理論的基本內(nèi)容之一，目前發(fā)展了多種分析和求解振動系統(tǒng)的時間歷程響應的方法，但這些方法都有一定的適用范圍和局限性。以往軋機主傳動系統(tǒng)扭振力學模型的建立多數(shù)采用集中質(zhì)量法，而很少利用有限元法，特別是建立系統(tǒng)的整體力學模型。其模塊眾多，功能強大，在通用機械、模具、家電、汽車、航天航空、軍工和工業(yè)設計等行業(yè)被廣泛應用。這實質(zhì)上就是有限元法的基本思想，這一思想真正用于工程中是在電子計算機出現(xiàn)后。ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。靜力分析所施加的載荷包括： 外部施加的作用力和壓力
穩(wěn)態(tài)的慣性力（如重力和離心力）
位移載荷
溫度載荷 (1)建模 (2)施加載荷和邊界條件，求解 (3)查看結果和分析1)齒輪軸模型的建立由于斜齒輪外形相對復雜，在Pro/E軟件中建立實體模型，通過Pro/E 。當最大軋制力矩為1440kNm時， 靜力分析如圖444。圖46是承載齒的等效應變分布曲線，曲線采集方法與等效應力分布曲線的采集方法相同。5)添加載荷:中間齒輪載荷的添加與齒輪軸載荷的添加方式相同，且兩齒輪所受的為一對相互作用力，大小相等；中間齒輪除與齒輪軸嚙合外還與大齒輪相嚙合，又因三個齒輪的幾何軸線在同一平面內(nèi)，所以中間齒輪兩側(cè)所受的力為一對平衡力（具體計算見大齒輪靜力分析）。綜合分析以上圖片和曲線，可以得知應變隨應力而變化，等效應力越大的地方等效應變也越大。已知軋制力矩為，軋制力矩經(jīng)一對滾動軸承和一個萬向聯(lián)軸器傳遞到大齒輪，一對滾動軸承的效率為，萬向聯(lián)軸器的效率為，所以大齒輪所受轉(zhuǎn)矩為。從此圖可以得知拉身側(cè)受到的最大應變約為。4)施加約束:在花鍵軸套底面施加全約束。固有頻率和振型是結構動力學分析中的重要參數(shù)，是其它動力學分析如諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析、譜分析的基礎。齒輪軸前處理2)由于斜齒輪外形比較復雜，所以采用10節(jié)點的四面體單元（solid92），自由方式進行網(wǎng)格劃分，單元尺寸設定為60mm,網(wǎng)格模型如圖423，共36052節(jié)點，31202單元。為了更順利的進行后面的研究，對中間齒輪有限元模型進行必要的簡化:忽略微小結構對分析的影響，如很小的倒角、圓角等。1)模型建立在Pro/E軟件中建立實體模型，通過專用接口把實體模型直接導入到ANSYS中完成有限元模型的建立。大齒輪前5階模態(tài)振型與中間齒輪非常相似，并頻率值范圍很接近。圖442