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连铸机结晶器振动装置动态性能分析研究

作　者: 林雪莉
导　师: 徐广红
学　校: 江西理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 连铸机振动装置动态特性虚拟样机仿真有限元方法
分类号: TF341.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
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内容摘要

随着连铸技术的不断发展和对铸坯质量要求的日益提高,需要有性能稳定的连铸设备提供有力保障。杭州某钢厂1#连铸机在生产过程中经常出现漏钢、铸坯振痕宽度较大、振动装置中摆动臂变形以及摆动臂与连杆连接处的螺栓发生断裂等现象,造成突发事故,从而影响了铸坯的表面质量和正常稳定的生产秩序。本文针对上述情况,采用理论分析与虚拟样机仿真分析相结合的方法,对该连铸机的关键机构结晶器振动装置从运动学、动力学等方面的动态性能进行了综合分析与研究,找出了主要影响因素和改进措施。利用Matlab软件,首先对该机构的运动轨迹进行了分析计算,得出该机构的仿弧运动轨迹和理想轨迹误差值以及对现场工艺及生产的影响效果。对该振动装置进行运动学建模,并利用Matlab工程计算软件进行编程计算,对该机构的角位移、角速度和角加速度等运动特性进行了分析,总结出振动幅度和振动频率等各振动参数对机器性能的影响,提出了相应的参数优化见解,对设计和改造结晶器振动装置提供了理论依据。对该装置建立动力学数学模型,利用Matlab工程计算软件进行编程计算,得出机构各杆件铰支点的支反力和力矩载荷,总结出振动幅度和振动频率等参数对杆件的受力影响,为日常的维护、参数的选取以及强度的校核提供理论数据。对该振动装置利用SolidWorks软件进行了三维实体建模,并通过Adams软件的虚拟样机技术进行了实际工况下的运动学和动力学仿真分析,得出各相关点的动载荷。利用SolidWork COSMOSWorks,对形状和受力均较复杂的摆动臂进行了有限元分析,得到了应力分布云图以及最大应力的值,由此进行结构改进,通过对前后结构的应力分析对比,找出了增加强度的可行方案;同时对关键部件进行了强度校核,并经现场实践检验效果显著。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-23
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
    1.1.1 课题研究背景  9
    1.1.2 课题研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-19
    1.2.1 结晶器振动方式  10-12
    1.2.2 振动装置的结构形式  12-15
    1.2.3 结晶器振动参数对连铸坯质量的影响  15
    1.2.4 连铸机振动机构运动学分析  15-19
  1.3 连铸机的构成及主要参数  19-22
    1.3.1 连铸机主要技术参数  19-21
    1.3.2 连铸机工艺布置图  21
    1.3.3 工艺流程  21-22
  1.4 课题研究目标及内容  22-23
第二章 1#机振动机构仿弧运动轨迹误差分析  23-29
  2.1 运动位置的确立及建模  23-26
  2.2 轨迹模型的计算  26-27
  2.3 本章小结  27-29
第三章振动机构运动特性分析  29-37
  3.1 振动机构的运动学建模  29-31
    3.1.1 运动学方程的推导建立  29-30
    3.1.2 机构的角速度分析  30-31
    3.1.3 机构的角加速度分析  31
  3.2 振动机构的运动学建模计算  31-36
  3.3 本章小结  36-37
第四章振动机构的动力特性分析  37-45
  4.1 动力学模型的建立  37-38
  4.2 动力学方程的建立  38-41
  4.3 动力学方程的求解及数据分析  41-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章振动装置的Adams 动力学仿真  45-51
  5.1 三维实体模型的建立  45-47
  5.2 三维实体模型到Adams 软件中的导入  47
  5.3 虚拟样机的动态仿真  47-48
    5.3.1 施加约束和作用力  47
    5.3.2 模型检查  47-48
  5.4 仿真数据及结果分析  48-50
  5.5 本章小结  50-51
第六章关键部件的有限元分析及强度校核  51-56
  6.1 摆动臂的有限元分析及强度校核  51-54
    6.1.1 摆动臂的有限元分析  51-52
    6.1.2 摆动臂强度的校核  52
    6.1.3 摆动臂的结构改进  52-54
  6.2 连接螺栓强度的校核  54-55
  6.3 本章小结  55-56
第七章结论与展望  56-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果  60

连铸机结晶器振动装置动态性能分析研究

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