魏晓荣, 王荣光

(1.兰州交通大学 机电工程学院,甘肃 兰州 730070； 2.甘肃忠恒集团有限公司,甘肃 白银 730913)

0 引 言

卷板机属于锻压机械八大类产品中的弯曲校正机类[1]。其中四辊卷板机是一种将金属板材弯曲成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成形设备[2]。其中，基座是卷板机机架的主要承受构件,受力情况复杂,是设计的主要部件之一。为此,利用ANSYS中的Workbench分析软件对W12LSZG-280×3 000四辊卷板机机架基座进行强度和刚度分析,以确保机架的安全性。

1 W12LSZG-280×3000四辊卷板机机架基座有限元模型的建立

1.1 基座结构分析

W12LSZG-280×3 000四辊卷板机高机架受力近似简化为机身和基座两部分,图1为基座,基座左 、右对称,是以立腹板为核心,将其它构件焊接附着于其上,从而组成由钢板焊接而成空间板壳结构[3]。

图1 四辊卷板机基座

该基座采用Q235B结构钢焊接构件, 基座材料的性能参数如表1所列。

表1 四辊卷板机基座材料的性能参数

1.2 有限元模型的建立

首先在SolidWorks软件中建立卷板机基座的三维模型,在建模过程删除小圆角、倒角等几何特征。将模型导入ANSYS Workbench进行网格划分,默认壳体单元类型为SOLID186,网格尺寸为50 mm,该有限元模型共有110 759个单元,199 561个节点,如图2所示。

图2 基座的有限元模型

1.3 载荷的施加

四辊卷板机基座受到下、侧辊升降油缸的反作用力分别为F1、F2、F3，如图3所示,经计算可得,下辊对基座的反作用力F1=18 897.5 kN,两侧辊对基座的反作用力为F2=F3=10 563 kN。将F1、F2、F3以均布载荷的形式施加于图示的三个面上。对基座下底面进行全约束。

图3 基座受力分析