大型結(jié)構(gòu)整體建模及八萬(wàn)噸壓機(jī)主機(jī)架分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、巨型液壓機(jī)是裝備制造業(yè)的一種基礎(chǔ)設(shè)備，其應(yīng)用涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，尤其在塑性加工領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。這種巨型成形制造裝備是國(guó)家基礎(chǔ)制造能力的表征和國(guó)家安全的重要保障，在國(guó)家重大戰(zhàn)略工程和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中的大型重大裝備制造中發(fā)揮著不可替代的作用。 巨型模鍛壓機(jī)對(duì)于軍事工業(yè)，如飛機(jī)制造工業(yè)、核能工業(yè)等的發(fā)展有著直接的聯(lián)系和深遠(yuǎn)的影響。作為“大飛機(jī)”項(xiàng)目啟動(dòng)所必須的關(guān)鍵設(shè)備，800MN（八萬(wàn)噸）巨型模鍛壓機(jī)是目前世界上最大的模

2、鍛壓機(jī)，超過(guò)了此前世界最大的俄羅斯750MN模鍛壓機(jī)。大型模鍛壓機(jī)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)改變我國(guó)大型模鍛件依賴進(jìn)口、受制于人的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)大型模鍛產(chǎn)品的自主制造，具有重要的戰(zhàn)略意義。 論文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（“973”計(jì)劃）：“巨型成形裝備的力流傳遞特征及高精度制造界面形成”，針對(duì)800MN巨型模鍛壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力流傳遞，從靜力學(xué)角度進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。論文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 對(duì)大型組合結(jié)構(gòu)整體有限

3、元建模過(guò)程中單元類型的選取、單元網(wǎng)格的劃分規(guī)則、摩擦模型的選取等問(wèn)題進(jìn)行了綜合分析和對(duì)比研究，得出了建立這類大型組合結(jié)構(gòu)需遵循的相應(yīng)原則，使模擬仿真結(jié)果更趨于真實(shí)。研究結(jié)果為此類大型組合結(jié)構(gòu)的有限元建模分析提供了理論依據(jù)。 針對(duì)800MN巨型壓機(jī)所采用的C型板式機(jī)架結(jié)構(gòu)，提出了夾緊拉桿最佳預(yù)緊力的理論計(jì)算公式，利用有限元平臺(tái)，對(duì)理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，得到了板框式機(jī)架夾緊拉桿最佳預(yù)緊力的修正值。并通過(guò)對(duì)夾緊拉桿最佳預(yù)緊力的研究，得

4、出C型板與十字鍵接觸狀態(tài)與夾緊拉桿預(yù)緊力的相對(duì)關(guān)系。 對(duì)800MN巨型模鍛壓機(jī)主機(jī)架的各個(gè)關(guān)鍵件進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度校核分析。并對(duì)關(guān)鍵件C型板進(jìn)行了局部結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化工作。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)增大夾緊梁槽口處的倒角半徑、改變夾緊梁槽口的尺寸和形狀、在高應(yīng)力區(qū)附近增開卸荷槽、增大C型板與夾緊梁接觸面積等措施，可將C型板夾緊梁槽口處的拉應(yīng)力降低3～4倍，并結(jié)合工程實(shí)際，得到了C型板合理的優(yōu)化方案，達(dá)到了設(shè)計(jì)和使用要求。 在不同工況下，

5、對(duì)整機(jī)各個(gè)關(guān)鍵件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，無(wú)同步平衡力的偏心載荷工況是最危險(xiǎn)的，同步系統(tǒng)失效時(shí)，禁止壓機(jī)偏心作業(yè)；施加理論計(jì)算同步力的偏心載荷與中心載荷，整機(jī)及各個(gè)關(guān)鍵件的應(yīng)力和變形基本一致，說(shuō)明了理論計(jì)算的同步力是可信的。 本文從靜力學(xué)的角度對(duì)800MN巨型模鍛壓機(jī)做了比較詳細(xì)的計(jì)算分析，并與650噸樣機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和分析，從數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，說(shuō)明了仿真結(jié)果的可信性。論文的研究成果為8