大型轧机AGC伺服液压缸裂纹故障建模与寿命的研究

发布时间：2017-04-27 20:06

  本文关键词：大型轧机AGC伺服液压缸裂纹故障建模与寿命的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轧机AGC伺服液压缸是轧机AGC液压系统中重要元件之一。轧机AGC伺服液压缸是将液压能转变为机械能的液压执行元件，也是针对轧制力变化实施厚度调节的一种快速精确定位的装置。轧机AGC伺服液压缸缸底及有关部位应有足够的强度、刚度和长的使用寿命，，从而能减少轧机AGC伺服液压缸的故障。为此，本文以轧机AGC伺服液压缸为研究对象，针对缸底结构及疲劳破坏问题进行了如下几个方面的研究工作： 首先，应用机械与流体学科有关的基本理论分析缸底突发性和渐发性故障，采用有限元分析方法对缸底进行静力学分析，判断在工作压力下轧机AGC伺服液压缸缸底可能出现突发性故障的部位，并提出处理对策。同时对缸底结构进行优化设计，对优化结果进行分析比较，从而得到轧机AGC伺服液压缸缸底最优尺寸。 其次，在某钢铁公司热轧带钢轧机AGC伺服液压缸提供的实际工况的基础上，分别对原有缸底和优化后的缸底尺寸进行疲劳寿命分析比较，从理论上验证优化后缸底尺寸的可行性。 最后，根据原AGC液压缸缸底产生裂纹故障，分别建立原始和最优尺寸的缸底裂纹渐变数学模型、物理模型并进行裂纹仿真分析。通过仿真结果与现场裂纹分析比较，论证了研究内容的可信性，为轧机AGC伺服液压缸缸底故障诊断提供可靠的判断依据。
【关键词】：轧机AGC缸 缸底裂纹 疲劳寿命 渐变性故障模型 仿真分析
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景及研究意义10
• 1.2 AGC 伺服液压性能优化与故障诊断技术研究的现状和成果10-12
• 1.3 本课题的来源和研究目的12-13
• 1.4 本课题研究内容13-14
• 第2章 轧机 AGC 伺服液压缸故障形式与分析14-20
• 2.1 轧机 AGC 故障诊断14
• 2.1.1 液压故障诊断技术简介14
• 2.1.2 液压轧机 AGC 系统故障诊断方法14
• 2.2 轧机 AGC 伺服液压缸结构及故障形式14-16
• 2.2.1 轧机 AGC 伺服液压缸结构14-15
• 2.2.2 轧机液压 AGC 系统在运行过程中可能出现的故障15
• 2.2.3 轧机 AGC 伺服液压缸故障15-16
• 2.3 大型 AGC 缸故障分析16-19
• 2.3.1 轧机 AGC 伺服液压缸产生裂纹分析16-17
• 2.3.2 轧机 AGC 伺服液压缸的突发性故障（破坏）分析17-19
• 2.3.3 轧机 AGC 伺服液压缸的突发性与渐发性故障分析19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 轧机 AGC 伺服液压缸缸底有限元分析20-30
• 3.1 引言20
• 3.2 几何模型20
• 3.3 材料属性20-21
• 3.4 网格划分21-22
• 3.5 施加载荷和边界条件22
• 3.6 有限元分析22-24
• 3.7 缸底结构的优化设计24-29
• 3.7.1 ANSYS/Workbench14.5 中建立仿真模型24-25
• 3.7.2 定义材料的属性25-26
• 3.7.3 网格的划分26
• 3.7.4 施加载荷和设置边界条件26-27
• 3.7.5 优化分析27-29
• 3.8 本章小结29-30
• 第4章 轧机 AGC 伺服液压缸缸底的疲劳强度分析30-40
• 4.1 轧机 AGC 伺服液压缸疲劳分析30
• 4.2 轧机 AGC 伺服液压缸缸底建模30-31
• 4.3 疲劳仿真材料参数的确定及设置31-33
• 4.3.1 材料的一般特性31
• 4.3.2 材料的 P-S-N31-33
• 4.3.3 ANSYS/Workbench14.5 软件参数的设定33
• 4.4 疲劳仿真网格的划分33-34
• 4.5 疲劳仿真载荷的施加和边界条件的设置34-35
• 4.5.1 疲劳设计寿命的计算34
• 4.5.2 线性累积损伤理论34-35
• 4.5.3 疲劳模块的设置35
• 4.6 轧机 AGC 伺服液压缸缸底疲劳仿真结果的分析35-39
• 4.6.1 疲劳损伤因子、安全因子和双轴指示的分析35-36
• 4.6.2 疲劳等效交变应力及疲劳敏感性的分析36-37
• 4.6.3 疲劳寿命的分析37-39
• 4.7 本章小结39-40
• 第5章 轧机 AGC 伺服液压缸缸底裂纹分析40-52
• 5.1 裂纹前缘应力强度因子分析40-41
• 5.2 线弹性断裂力学基本简介41-45
• 5.2.1 裂纹类型41
• 5.2.2 裂纹尖端附近的应力和位移41-44
• 5.2.3 应力强度因子与断裂韧性44-45
• 5.3 缸底裂纹仿真45-51
• 5.3.1 物理模型的简介45-46
• 5.3.2 仿真参数的设置46
• 5.3.3 裂纹模型的建立及网格的划分46-48
• 5.3.4 载荷的施加及边界条件的设定48
• 5.3.5 仿真结果48-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第6章 总结与展望52-55
• 6.1 课题总结52-53
• 6.2 课题展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果60-61
• 详细摘要61-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘庆教;;专业与可靠,方能执掌市场话语权——谈液压缸行业现状和发展趋势[J];工程机械文摘;2011年02期

2 刘志远 ,陈本柱;谈谈中高压液压缸的发展[J];工程机械;1980年05期

3 李耀文;;我国液压件行业的现状和发展走势[J];机械工业标准化与质量;2008年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王明珠;结构振动疲劳寿命分析方法研究[D];南京航空航天大学;2009年

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本文编号：331322