大型結(jié)構(gòu)整體建模及八萬噸壓機主機架分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、巨型液壓機是裝備制造業(yè)的一種基礎(chǔ)設(shè)備，其應(yīng)用涉及國民經(jīng)濟的各個領(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家基礎(chǔ)制造能力的表征和國家安全的重要保障，在國家重大戰(zhàn)略工程和國防現(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。 巨型模鍛壓機對于軍事工業(yè)，如飛機制造工業(yè)、核能工業(yè)等的發(fā)展有著直接的聯(lián)系和深遠的影響。作為“大飛機”項目啟動所必須的關(guān)鍵設(shè)備，800MN（八萬噸）巨型模鍛壓機是目前世界上最大的模

2、鍛壓機，超過了此前世界最大的俄羅斯750MN模鍛壓機。大型模鍛壓機建設(shè)項目的實施，對改變我國大型模鍛件依賴進口、受制于人的被動局面，實現(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)合國家重點基礎(chǔ)研究計劃（“973”計劃）：“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800MN巨型模鍛壓機的結(jié)構(gòu)特點和力流傳遞，從靜力學(xué)角度進行了詳細的分析和設(shè)計。論文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面： 對大型組合結(jié)構(gòu)整體有限

3、元建模過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題進行了綜合分析和對比研究，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。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800MN巨型壓機所采用的C型板式機架結(jié)構(gòu)，提出了夾緊拉桿最佳預(yù)緊力的理論計算公式，利用有限元平臺，對理論計算結(jié)果進行修正，得到了板框式機架夾緊拉桿最佳預(yù)緊力的修正值。并通過對夾緊拉桿最佳預(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)緊力的相對關(guān)系。 對800MN巨型模鍛壓機主機架的各個關(guān)鍵件進行了強度、剛度校核分析。并對關(guān)鍵件C型板進行了局部結(jié)構(gòu)改進及優(yōu)化工作。研究發(fā)現(xiàn)，通過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)合工程實際，得到了C型板合理的優(yōu)化方案，達到了設(shè)計和使用要求。 在不同工況下，

5、對整機各個關(guān)鍵件的強度、剛度進行了對比分析，結(jié)果表明，無同步平衡力的偏心載荷工況是最危險的，同步系統(tǒng)失效時，禁止壓機偏心作業(yè)；施加理論計算同步力的偏心載荷與中心載荷，整機及各個關(guān)鍵件的應(yīng)力和變形基本一致，說明了理論計算的同步力是可信的。 本文從靜力學(xué)的角度對800MN巨型模鍛壓機做了比較詳細的計算分析，并與650噸樣機實驗數(shù)據(jù)進行了對比和分析，從數(shù)據(jù)對比來看，仿真結(jié)果與試驗結(jié)果基本吻合，說明了仿真結(jié)果的可信性。論文的研究成果為8