侯澍旻,邓 杨,李友荣

(1.武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室,湖北武汉,430081;2.武汉钢铁股份有限公司热轧总厂,湖北武汉,430083)

机架是轧机中最重要的零部件之一,用来安装轧辊辊系及轧辊调整装置,并承受轧制力,其强度和变形将影响到整个设备的可靠性、装配关系以及产品的轧制精度。某厂1 700 mm热连轧精轧机组F1轧机机架结构复杂且尺寸巨大,在目前的软硬件条件下,直接采用有限元法进行整体结构的精确有限元分析,进而准确预测其疲劳寿命有一定的难度。为此,本文尝试采用子模型技术来解决这一问题,以期为该轧机机架的正常运行提供可靠的支持和保证。

1 子模型技术及其分析流程

子模型通常是用来得到模型部分区域中更加精确解的有限单元技术,是在原模型基础上获取更为精确结果的一种方法,即从已分析的整体模型上截取部分区域,对该区域的网格进行细分后进行二次分析,从而得到更为精确的结果[1]。

利用子模型法进行复杂结构强度分析的流程如图1所示。由于交接面的等效位移边界约束和接触压力边界条件综合考虑了其他结构的刚度和载荷对细化分析结构的影响,所以只需对细化结构本身进行分析,根据需要采用较细的网格或精度较高的二次单元,从而得到更加精确的解[2-3]。

2 轧机机架强度分析

2.1 机架参数及载荷施加

机架材料为ZG35。机架主要相关尺寸为:机架总高L=9 125 mm,宽B=3 700 mm,单片机架厚H=760 mm,机架顶部压下螺杆孔直径d=486 mm,机架顶部压下螺母孔直径D=725.8 mm,支撑辊窗口宽度W1=1 772 mm,工作辊窗口宽度W2=1 000 mm。……