本文在对轧钢机机架的研究现状进行深入分析的基础上,采用现代设计理论与方法,以满足使用要求为前提,以提高机架的强度和刚度、充分发挥材料的性能为目的,对机架进行了有限元分析和优化设计,为轧机机架的设计和改造以及轧辊和轴承的设计提供理论依据和参考数据。 首先,应用M.D斯通公式,通过语言编制的程序,计算了不同材料、不同规格、多个道次的大量轧制力,对轧制力样本进行了统计分析,并应用K-S检验法对统计分析后的结果进行了假设检验,得出了实际轧制力服从N(9150,1762)的正态分布结论,由此建立了1200轧钢机载荷谱。 其次,以ANSYS8.1有限元软件作为分析工具,用载荷谱的平均值作为计算载荷,对1200轧机机架进行了三维模型的弹性有限元模拟,得到了机架的应力和变形等曲线图,并得出了机架的各单元和各节点的(位移量)变形值及应力值,找到机架危险点的位置。 最后,采用有限元数值模拟技术,在三维模型的基础上,以有限元法计算出的应力和变形结果为约束条件,以机架的主要结构尺寸为设计变量,以机架的纵向变形量最小为目标函数,对机架进行优化设计。通过优化计算,确定了机架的主要几何尺寸,并通过优化前后的结果比较,得出了在相同质量的前提下,以节点纵向变形量最小为目标函数,可以达到变形最小、应力降低的双重效果。