钢绞线拉拔工艺参数分析及系统研究

发布时间：2017-09-06 22:30

  本文关键词：钢绞线拉拔工艺参数分析及系统研究

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【摘要】：钢绞线是由多根钢丝捻制而成,因钢丝本身强度高、自重轻等特点,使得钢绞线在使用中平稳可靠,并广泛应用于工业生产。目前,钢绞线拉拔成形工艺仍采用经验和试验等传统方法进行制定,但是制定过程存在试验成本高、生产效率低以及易受人为因素的影响等问题。针对上述问题,本文运用有限元法对钢绞线拉拔成形过程进行了详细研究,建立了钢绞线拉拔工艺系统。本文以金属塑性成形理论为基础,对钢绞线拉拔工作原理、拉拔过程中的受力情况进行了系统性研究。应用ANSYS对成形过程进行二维和三维有限元模拟,研究了工艺参数(模具锥角、摩擦系数等)对成形过程的影响、工艺参数与拉拔力之间的关系、应力应变的分布情况和金属的流动规律,为拉拔工艺参数的优化奠定了理论基础。应用ABAQUS二次开发,实现了钢绞线多道次拉拔参数化,通过对钢绞线拉拔过程模拟,分析得到多道次拉拔工艺优于单道次拉拔工艺;优化了多道次拉拔中的拉拔道次;分析了拉拔过程中应力场、温度场分布和工艺参数对温度场的影响。并在MATLAB平台下对钢绞线出模温度的经验公式进行了改进,使得到的结果更接近于实测温度值,用于指导生产。通过编写接口程序,实现了VB与ANSYS、Matlab之间的链接,建立了钢绞线拉拔工艺系统的人机交互界面。使用户可以方便快速地利用ANSYS对钢绞线拉拔过程进行有限元分析和利用Matlab对钢绞线拉拔出模温度进行预测,提高了实际生产效率。
【关键词】：多道次拉拔 钢绞线 有限元分析 二次开发 拉拔工艺
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG356
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 钢绞线拉拔技术的发展历史及趋势9-10
• 1.1.1 钢绞线拉拔技术的发展历史9-10
• 1.1.2 钢绞线拉拔技术的发展趋势10
• 1.2 冷拔技术国内外研究现状10-12
• 1.2.1 钢绞线冷拔技术国内研究现状10-11
• 1.2.2 冷拔技术国外研究现状11-12
• 1.3 本文的研究意义和研究内容12-15
• 1.3.1 本文研究意义12
• 1.3.2 本文研究内容12-15
• 第二章 钢绞线拉拔工艺的基础理论15-25
• 2.1 钢绞线拉拔工作原理15
• 2.2 钢绞线拉拔工艺特点15-16
• 2.3 拉拔模具的基本结构16
• 2.4 钢绞线拉拔过程力学分析16-20
• 2.4.1 钢绞线拉拔时变形区内所受外力16-17
• 2.4.2 钢绞线拉拔时的受力分析17-20
• 2.5 钢绞线拉拔后机械性能变化20
• 2.6 钢绞线连续拉拔工艺的主要参数20-24
• 2.6.1 钢绞线拉拔压缩率的确定原则21-22
• 2.6.2 钢绞线拉拔强度计算22-23
• 2.6.3 钢绞线拉拔速度及功率计算23
• 2.6.4 钢绞线拉拔温度计算23
• 2.6.5 钢绞线拉拔过程实现的基本条件23-24
• 2.7 本章小结24-25
• 第三章 基于ANSYS的钢绞线拉拔成形过程数值模拟25-41
• 3.1 钢绞线拉拔成形前处理过程25-28
• 3.1.1 拉拔模型建立25-26
• 3.1.2 材料属性设置26
• 3.1.3 网格划分及重划分26-27
• 3.1.4 接触及摩擦设置27
• 3.1.5 边界约束及载荷设置27-28
• 3.2 钢绞线拉拔成形后处理分析28-34
• 3.2.1 拉拔过程中轴向位移分析28-29
• 3.2.2 拉拔过程中径向位移分析29
• 3.2.3 拉拔过程中二维模拟分析29-32
• 3.2.4 拉拔过程中三维模拟分析32-34
• 3.3 拉拔工艺参数对拉拔力的影响34-40
• 3.3.1 摩擦系数对拉拔力的影响34-35
• 3.3.2 变形量对拉拔力的影响35-36
• 3.3.3 拉拔速度对拉拔力的影响36-37
• 3.3.4 模具参数对拉拔力的影响37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 基于 ABAQUS 的钢绞线多道次拉拔参数化建模及仿真分析41-61
• 4.1 ABAQUS参数化方法及实现41-44
• 4.1.1 ABAQUS参数化方法41
• 4.1.2 ABAQUS参数化实现41-44
• 4.2 钢绞线多道次拉拔参数化建模44-46
• 4.3 多道次拉拔过程中应力场分析46-48
• 4.4 多道次拉拔过程中温度场分析48-52
• 4.4.1 多道次拉拔模具及钢绞线的温度场分析49-51
• 4.4.2 拉拔工艺参数对模具温度场的影响51-52
• 4.5 ANSYS模型与ABAQUS模型分析对比52-55
• 4.6 多道次拉拔工艺分析55-60
• 4.6.1 单道次拉拔与多道次拉拔分析对比55-57
• 4.6.2 多道次拉拔工艺优化57-60
• 4.7 本章小结60-61
• 第五章 钢绞线多道次拉拔工艺系统的实现61-87
• 5.1 拉拔工艺系统概述61
• 5.2 系统功能与流程设计61-63
• 5.2.1 系统功能介绍61-62
• 5.2.2 系统流程设计62-63
• 5.3 软件间的接口技术63-65
• 5.3.1 VB6.0 与Access2003数据库接口技术63
• 5.3.2 VB6.0 与ANSYS软件接口技术63-64
• 5.3.3 VB6.0 与MATLAB软件接口技术64-65
• 5.4 多道次拉拔钢绞线温度计算65-73
• 5.4.1 钢绞线拉拔温度数据处理65-67
• 5.4.2 MATLAB回归分析67-73
• 5.5 系统应用实现73-85
• 5.6 本章小结85-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 参考文献89-93
• 附录A93-99
• 致谢99

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本文编号：805818