第12期 束学道等：汽车半轴楔横轧机动态特性 。1255· 该轧机的有限元模型的建立中，机架、轴承座、轧辊、 计算为1.5X10Nm1,弹簧的刚度方向沿轧辊的 轴向挡板、上下横梁等均采用实体模型，并用实体单 径向；用Mtix27模拟上轴承座上方和凹球面块之 元对其进行有限元划分.其中，机架、轴承座采用四 间、上轴承座下方与凸球面块之间、下轴承座上方与 面体单元划分，上下轧辊、上下横梁、轴向挡板等采 凸球面块之间在垂直方向的接触刚度：操作侧轴承 用六面体单元划分：轧辊和轴承座之间的接触采用 座通过轴向挡板和机架固定在一起，将接触区表面 弹簧单元Com binel4模拟将弹簧单元按照网格的 节点自由度耦合；压下装置简化为集中质量施加在 划分施加在轧辊和轴承座之间，模型计算中弹性模 左右机架上方：轧件用弹性元件模拟施加在上下轧 量E=202GPa泊松比u=0.3,弹簧单元的刚度经 辊对应节点处 1850 轴承座及 1183 轴向挡板 轧辊 000E 轧辊旋转 830 下横梁 万向接轴 1690 300 电机及减速机 400 齿轮机座 图1半轴轧机 Fig I Automobile semiaxes cross wedge rolling mill 机架通过螺栓固定在底座上，在机架螺栓对应 位置施加固定约束模拟底座对机架的作用.简 化后轧机工作机座实体模型如图2所示，有限元模 型如图3所示. 图3轧机的工作机座有限元模型 Fig.3 Finite element model of the working seat of the rol ling mill 利用上述计算模型和边界条件，应用ANSYS 有限元动力学分析模块，求得轧机的前16阶固有频 图2轧机的工作机座实体模型 率如表1所示，轧机的部分振型图如图4所示 Fig 2 Solid model of the working seat of the rolling mill 表1轧机的模态 Table I Mode of the rolling mill 模态阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 固有频率/Hz 48846 6277 66.539 81.438 97.495 159.74 16838 174.33 模态阶数 9 10 12 13 14 15 16 固有频率/Hz 185.46 19672 23471 240.73 243.47 250.66 30007 305.77该轧机的有限元模型的建立中, 机架、轴承座 、轧辊 、 轴向挡板 、上下横梁等均采用实体模型, 并用实体单 元对其进行有限元划分.其中, 机架 、轴承座采用四 面体单元划分, 上下轧辊 、上下横梁 、轴向挡板等采 用六面体单元划分 ;轧辊和轴承座之间的接触采用 弹簧单元 Combine14 模拟, 将弹簧单元按照网格的 划分施加在轧辊和轴承座之间, 模型计算中弹性模 量 E =202 GPa, 泊松比 μ=0.3, 弹簧单元的刚度经 计算为 1.5 ×10 9 N·m -1 , 弹簧的刚度方向沿轧辊的 径向 ;用 M atrix27 模拟上轴承座上方和凹球面块之 间 、上轴承座下方与凸球面块之间、下轴承座上方与 凸球面块之间在垂直方向的接触刚度;操作侧轴承 座通过轴向挡板和机架固定在一起, 将接触区表面 节点自由度耦合;压下装置简化为集中质量施加在 左右机架上方 ;轧件用弹性元件模拟施加在上下轧 辊对应节点处. 图 1 半轴轧机 Fig.1 Automobile semi-axes cross wedge rolling mill 机架通过螺栓固定在底座上, 在机架螺栓对应 位置施加固定约束, 模拟底座对机架的作用[ 9] .简 化后轧机工作机座实体模型如图 2 所示, 有限元模 型如图 3 所示. 图 2 轧机的工作机座实体模型 Fig.2 Solid model of the working seat of the rolling mill 图3 轧机的工作机座有限元模型 Fig.3 Finite element model of the working seat of the rolling mill 利用上述计算模型和边界条件, 应用 ANSYS 有限元动力学分析模块, 求得轧机的前 16 阶固有频 率如表 1 所示, 轧机的部分振型图如图 4 所示. 表 1 轧机的模态 Tabl e 1 Mode of the rolling mill 模态阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 固有频率/ Hz 48.846 62.77 66.539 81.438 97.495 159.74 168.38 174.33 模态阶数 9 10 11 12 13 14 15 16 固有频率/ Hz 185.46 196.72 234.71 240.73 243.47 250.66 300.07 305.77 第 12 期 束学道等:汽车半轴楔横轧机动态特性 · 1255 ·