应用现代强度理论分析轧辊的失效问题

发布时间：2021-08-13 03:04

　　生产中轧辊的消耗除正常磨损外，主要是轧辊折断、表面剥落等造成的，这些事故的大量存在表明对轧辊失效问题的研究有待深入开展。 本文应用SUPER CAD软件对秦皇岛板材有限公司四辊轧机的轧辊温度场和应力场进行计算，并在此基础上综合运用累计损伤理论、损伤容限分析和疲劳可靠性分析等方法，对轧辊有限寿命、裂纹扩展寿命和可靠度进行了估算。 由轧制规程计算出各道次平均单位压力和总轧制力，并将其等效到节点上，随后用SUPER CAD软件计算出变形区温度场。输入节点力和温度，由SUPER CAD软件计算得到轧辊内部轧制应力和热应力的分布规律。考虑辊身在无裂纹、有微裂纹到临界裂纹的情况，运用累计损伤理论和损伤容限法对轧辊进行寿命估算，最后采用疲劳可靠性分析方法估算出轧辊在使用时的可靠度。 本课题应用了累计损伤理论、损伤容限分析理论和疲劳可靠性分析法，对轧辊的寿命进行全面预测并对其使用过程中的安全性进行了估算。由于综合运用三种分析方法，对轧辊进行寿命和可靠性估算，其分析预测的正确性要高于单独使用某一种方法。 断辊在辊耗中占的比率大，解决好轧辊断裂问题有重要的理论和实际意义，会产生显著... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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第1章 绪论
    1.1 一些事故引发的思考
    1.2 断裂力学的产生和发展
    1.3 疲劳、断裂和可靠性研究现状与展望
        1.3.1 引言
        1.3.2 疲劳寿命估算
        1.3.3 可靠性计算与分析
    1.4 探索跨世纪疲劳学基础研究
    1.5 轧钢机轧辊失效问题简介
    1.6 目前国内外轧辊失效研究进展
    1.7 课题来源、主要研究内容及意义
第2章 工作辊的热弹性应力场有限元计算分析
    2.1 SUPER CAD软件简介
    2.2 数学模型简介
    2.3 轧制参数及有限元边界条件计算
        2.3.1 接触区计算
        2.3.2 轧件宽度及长度的计算
        2.3.3 平均单位轧制压力计算
        2.3.4 总轧制力及其等效节点力的计算
    2.4 轧辊的热应力
    2.5 原始数据及其计算数据
    2.6 有限元计算结果分析
    2.7 本章小结
第3章 累积损伤理论
    3.1 累积损伤理论简介
    3.2 等幅应力下的有限寿命计算
        3.2.1 对称循环下的材料S—N曲线计算公式
        3.2.2 修正系数
        3.2.3 对称循环下的零件S—N曲线计算公式
        3.2.4 非对称循环下的有限寿命计算
    3.3 变幅应力下的有限寿命计算
    3.4 本章小结
第4章 断裂力学分析
    4.1 引言
    4.2 应力场强度因子断裂判据
    4.3 疲劳裂纹的形成及扩展
    4.4 疲劳裂纹扩展速率
    4.5 疲劳裂纹扩展寿命的估算
    4.6 本章小结
第5章 疲劳可靠性分析
    5.1 前言
    5.2 随机变量的代数运算公式
    5.3 疲劳可靠性分析数据
        5.3.1 零件疲劳极限与工作应力的平均值
        5.3.2 疲劳极限和影响系数的变异系数及标准差
        5.3.3 变异系数的简介
        5.3.4 随机变量函数的标准差
    5.4 对称循环下的疲劳可靠性分析
    5.5 非对称循环下的疲劳可靠性分析
    5.6 本章小结
第6章 工作辊失效问题的损伤断裂力学和疲劳可靠性计算
    6.1 数据
    6.2 线性累积损伤寿命估算
    6.3 线弹性断裂力学计算
        6.3.1 断裂参量计算
        6.3.2 裂纹扩展寿命估算
    6.4 可靠性计算
        6.4.1 工作应力均值与标准差计算
        6.4.2 零件疲劳极限的半径向量计算
        6.4.3 连接系数及可靠度计算
    6.5 程序框图
    6.6 计算分析
    6.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3339616