转毂式钢筋矫直机的矫直过程模拟及参数研究

发布时间：2017-09-01 07:21

  本文关键词：转毂式钢筋矫直机的矫直过程模拟及参数研究

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【摘要】：随着国民经济的飞速发展和建筑业的不断扩大,人们对钢筋的需求量越来越大,同时对其质量的要求也越来越高。由于钢筋的直径很小,受到生产过程的限制,出厂后的钢筋通常以盘圆卷状形式供应给广大用户。为了消除弯曲,获得平直的钢筋,在使用前必须对其进行矫直。转毂式矫直机在矫直钢筋上有着其独特的优点,矫直精度高、矫直质量稳定,特别适合盘圆钢筋的矫直。它的矫直性能主要取决于转毂内调直模的压下情况。目前的转毂式矫直机远远不及生产实际需要,节距等参数设计不够合理,调直模的压下量调节也主要依靠工人的操作经验,毫无依据可循,给实际矫直带来了很多不便,也降低了生产效率。本文以调直模转毂式矫直机为研究对象,基于圆截面金属条材的弹塑性弯曲理论,分析了钢筋发生弹塑性弯曲时的应力、曲率以及弯矩;建立了矫直系统的力学模型,完成了模数、节距、压下量等矫直参数的设计计算。建立了钢筋转毂式矫直系统的三维有限元模型,运用ANSYS/LS-DYNA软件,动态仿真了钢筋的转毂式矫直过程,得到了调直模转毂式矫直机矫直过程中的应力、应变的变化情况,验证了转毂式矫直的相关理论;并依托于矫直后钢筋表面的残余应力、直线度精度评价了钢筋的矫直质量。通过正交试验进行矫直仿真,得到了节距、压下量等参数对矫直质量的影响规律、影响程度的主次顺序以及最佳的矫直参数组合;基于得到的最佳参数组合,对各个参数进行了适当调整,改善了钢筋的矫直质量;并确定了夹送辊的牵引力对钢筋矫直质量的影响规律。这些为转毂式钢筋矫直机的设计开发和现场矫直提供了理论参考,具有一定的实用价值及指导意义。
【关键词】：转毂式矫直 钢筋 矫直参数 有限元模拟 矫直质量
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源及研究背景9-10
• 1.2 课题的研究目的和意义10-11
• 1.3 钢筋矫直技术的研究现状11-14
• 1.3.1 国外钢筋矫直技术的研究发展现状11-12
• 1.3.2 国内钢筋矫直技术的研究发展现状12-14
• 1.3.3 国内外钢筋矫直技术研究的不足14
• 1.4 论文的研究内容14-15
• 1.5 课题的技术路线15-16
• 第2章 钢筋转毂式矫直原理及矫直参数的计算16-34
• 2.1 钢筋矫直的弹塑性弯曲理论16-23
• 2.1.1 弹塑性弯曲的概念16-17
• 2.1.2 钢筋的弯曲变形与应力17-18
• 2.1.3 钢筋的弯曲变形与曲率18-20
• 2.1.4 钢筋的弯曲变形与弯矩20-23
• 2.2 调直模转毂式矫直机的矫直原理23-24
• 2.3 调直模转毂式矫直系统的力学模型及压弯挠度24-26
• 2.3.1 矫直系统的力学模型24-26
• 2.3.2 压弯挠度的推导计算26
• 2.4 调直模转毂式矫直机的矫直参数计算26-33
• 2.4.1 调直模数和节距的设计计算27-28
• 2.4.2 矫直速度的设计计算28-29
• 2.4.3 压下量的推导计算29-31
• 2.4.4 牵引力的设计计算31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 钢筋转毂式矫直的有限元模拟34-52
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA概述及分析方法34-37
• 3.1.1 LS-DYNA总体介绍34
• 3.1.2 LS-DYNA求解理论和分析流程34-37
• 3.2 转毂式矫直模拟的方案设计37-40
• 3.2.1 正交试验的相关原理37
• 3.2.2 矫直模拟的正交试验方案37-40
• 3.3 利用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型40-45
• 3.3.1 矫直系统实体模型的简化和建立40-42
• 3.3.2 矫直系统有限元模型的建立42-44
• 3.3.3 接触界面的定义44
• 3.3.4 模拟工况进行加载44-45
• 3.4 转毂式矫直过程的有限元模拟45-51
• 3.4.1 钢筋稳定矫直阶段的接触情况45-46
• 3.4.2 钢筋稳定矫直阶段的应力、应变46-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 钢筋转毂式矫直的有限元模拟结果分析52-69
• 4.1 残余应力分析52-53
• 4.2 钢筋的直线度精度分析53-54
• 4.3 基于正交试验的钢筋矫直结果分析54-57
• 4.4 钢筋矫直效果的分析57-66
• 4.4.1 节距对矫直质量的影响57-60
• 4.4.2 矫直速度对矫直质量的影响60-62
• 4.4.3 压下量对矫直质量的影响62-64
• 4.4.4 导程对矫直质量的影响64
• 4.4.5 牵引力对矫直质量的影响64-66
• 4.5 钢筋矫直效果的改善66-68
• 4.6 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

【参考文献】

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本文编号：770709