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异周速滚筒式飞剪力能参数分析及剪切机理研究

作　者: 赵才华
导　师: 王勇勤
学　校: 重庆大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 异周速飞剪剪切机理断裂准则力能参数
分类号: TG333.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 78次
引　用: 3次
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内容摘要

滚筒式飞剪是一种应用非常广泛的飞剪机,其结构简单,使用方便,一般装设在连续式轧机的轧制作业线上或者横切机组上,能横向剪切运动着的轧件,主要对轧件进行切头和切尾。异周速飞剪是在同周速双滚筒飞剪机基础上发展起来的,与同周速滚筒式飞剪机相比,其本质区别是上滚筒刀刃回转直径大于下滚筒刀刃回转直径。目前国内对异周速飞剪的基础理论研究仍然缺乏深入认识,对异周速飞剪的研究大部分建立在平行剪的理论基础上,其设计机理也不够深入。因此,对异周速飞剪的基础理论进行较为深入和系统的研究,将有助于企业掌握异周速飞剪关键技术,提高企业在市场中的核心竞争力。本课题来源于某公司和重庆大学签署的实际科研项目“异周速飞剪基础理论研究及参数优化设计”,其主要工作如下:概述了异周速飞剪的工作特性,对异周速飞剪进行了参数化运动仿真分析,编制了飞剪碰刀程序软件;研究了同周速飞剪和异周速飞剪在剪切过程中侧间隙和重叠量的变化曲线;结合实验和有限元计算对异周速飞剪力能参数进行了分析研究,选取合适的剪切断裂准则,根据高温拉伸试验求取断裂阈值,运用有限元软件模拟了飞剪剪切过程;研究了剪切力、剪切功、侧推力及剪切力矩等力能参数的影响因素及变化规律;对比了平行剪、同周速飞剪和异周速飞剪力能参数及剪切质量的差异;进行了异周速飞剪速度降及电机功率的计算,编制相应软件。通过对以上的分析研究,可以更深入的了解异周速飞剪的工作特性,为异周速飞剪的设计提供了很好的理论依据。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-13
  1.1 选题背景及课题来源  9-10
  1.2 飞剪机的发展现状及结构分类  10-11
  1.3 本文研究意义及主要研究内容  11-13
2 异周速飞剪工作特性概述  13-17
  2.1 剪切机的类型  13-14
  2.2 飞剪机的特点及结构  14-16
  2.3 异周速滚筒式飞剪机工作特性  16-17
3 异周速飞剪碰刀分析及运动仿真  17-23
  3.1 异周速飞剪碰刀分析  17-19
  3.2 异周速飞剪运动学仿真分析  19-21
    3.2.1 同周速飞剪和异周速飞剪侧间隙变化曲线  20-21
    3.2.2 异周速飞剪参数化碰刀分析  21
  3.3 本章小结  21-23
4 高温拉伸试验与断裂阈值求取  23-31
  4.1 断裂理论及常用断裂准则  23-25
  4.2 韧性断裂准则选取  25
  4.3 高温拉伸试验  25-28
    4.3.1 试验条件  25-26
    4.3.2 拉伸试样  26
    4.3.3 拉伸试验结果  26-28
  4.4 断裂阈值的求取  28-30
  4.5 本章小结  30-31
5 基于有限元剪切机理计算方法研究  31-37
  5.1 DEFORM 软件简介  31
  5.2 材料断裂准则的应用  31
  5.3 平行剪有限元计算方法  31-34
    5.3.1 平行剪有限元模型建立  31-33
    5.3.2 模型网格划分及网格重划分介绍  33-34
    5.3.3 模型加载与约束  34
  5.4 飞剪有限元计算方法  34-35
    5.4.1 飞剪有限元模型建立  34-35
    5.4.2 模型加载与约束  35
  5.5 本章小结  35-37
6 力能参数的影响因素分析和不同剪切方式比较  37-65
  6.1 剪切力的计算结果及规律研究  37-45
    6.1.1 平行剪解析法和有限元法计算结果对比  37-38
    6.1.2 同周速飞剪剪切力计算结果及规律研究  38-40
    6.1.3 异周速飞剪剪切力计算结果及规律研究  40-43
    6.1.4 同周速飞剪切头和异周速飞剪切头剪切力计算结果比较  43
    6.1.5 其他因素对异周速飞剪单位剪切抗力的影响  43-45
  6.2 剪切功的计算结果及规律研究  45-51
    6.2.1 平行剪剪切功解析法及有限元法计算结果  45-47
    6.2.2 同周速飞剪剪切功有限元法计算结果  47-49
    6.2.3 异周速飞剪剪切功有限元法计算结果  49-50
    6.2.4 平行剪、同周速飞剪、异周速飞剪单位剪切功对比  50-51
    6.2.5 其他因素对异周速飞剪单位剪切功的影响  51
  6.3 侧推力的计算结果及规律研究  51-58
    6.3.1 同周速飞剪侧推力计算结果及规律研究  52-54
    6.3.2 异周速飞剪侧推力计算结果及规律研究  54-57
    6.3.3 同周速飞剪和异周速飞剪侧推力计算结果对比  57
    6.3.4 其他因素对异周速飞剪单位侧推力的影响  57-58
  6.4 剪切扭矩的计算结果及规律研究  58-64
    6.4.1 剪切扭矩的计算  58-59
    6.4.2 同周速飞剪剪切扭矩计算结果  59-61
    6.4.3 异周速飞剪剪切扭矩计算结果  61-64
    6.4.4 同周速飞剪和异周速飞剪剪切扭矩计算结果对比  64
  6.5 本章小结  64-65
7 剪切质量结果分析  65-71
  7.1 同周速飞剪剪切断面  65-67
  7.2 异周速飞剪剪切断面  67-68
  7.3 其他因素对异周速飞剪剪切质量的影响  68-70
    7.3.1 回转直径差对异周速飞剪剪切质量的影响  68-69
    7.3.2 剪切中心线的位置对异周速飞剪剪切质量的影响  69-70
  7.4 本章小结  70-71
8 异周速飞剪速度降计算  71-75
  8.1 系统总转动惯量及速度降计算  71-72
  8.2 初选电机功率  72-74
  8.3 剪切功与动能储备的关系  74
  8.4 本章小结  74-75
9 结论  75-77
致谢  77-79
参考文献  79-81
附录  81
  A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  81
  B 作者在攻读硕士学位期间参加的项目  81

异周速滚筒式飞剪力能参数分析及剪切机理研究

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