D01:10.13374/i.issn1001053x.1981.04.024 4200轧钢机机架的有限元法计算及计算箅方法分析 治金机械教研室康贵信 摘 要 本文对我国自行设计的第一台4200轧钢机机架进行了较全面的计算，得出了应 力、变形的分布规律及其最大值，并绘出了应力、变形、主应力和等主应力线图 等。 此外，对机架有茂元计算方法进行了12种方案计算并分析与讨论了有关影响因 素，确定合理的计算方法。 一、概 述 4200轧机是我国自行设计和制造的第一台最大的轧钢机，机架是轧钢机中最大、最重要 的零件。本机架具有：承受载荷大、重量大、尺寸大，形状复杂，机架是分段铸造，然后采 用电渣焊焊接成一体等特点。其中一个牌坊重达288吨，承受的最大轧制压力为2400吨。为 了保证产品的质量（具有最小的厚度偏差），要求机架具有很大的刚度和强度。 应用电子计算机对机架作有限元法的计算及分析，能够比较符合实际地找出机架在各种 受力情况下各部位的应力及变形的分布规律，能找出机架转角、孔等应力剧烈部位的应力集 中系数的数值，并能画出机架等主应力线图、主应力分布矢量图和变形图。 为了对机架进行全面分析，采用了十二种不同方案（表1），其中考虑了不同受力情况， 网格疏密程度的不同，地脚位置不同等各种情况来进行分析。 在确定机架有限元法计算简图时，考虑到机架结构及受力的对称性，取机架的一半作为 计算单位。 表1 机架设计方案及数据 方案节点数单元数 枣受力及地脚约束情况 点数 备 注 442 700 30 垂直四点均布力 地脚约束为a 机架上半部网格划分一样 436 696 35 ①②③④ 地脚约束为c 在上、下横梁断面加密 ↑↑↑↑ 地脚约束为a 机架上半部网格划分一样 440 690 18 且较I、I为疏 t↓↓↓ 地脚约束为c L圆角处加密 441 689 31 194轧钢机机架的有限元法计算及计算方法分析 冶金 机械教研 室 康贵信 摘 要 本文对 我 国 自行 设计 的第一 台 轧钢 机机 架进行 了较全 面 的计 算 ， 得 出 了应 力 、 变形 的 分 布规律 及 其最 大值 ， 并绘 出了应力 、 变形 、 主应 力和 等主 应力线 图 等 。 此 外 ， 对 机 架有限元 计算方 法 进行 了 种方 案计 算并分析 与讨论 了有关 矛响因 素 ， 确定合理 的计 算方法 。 概 述 。 。 轧机是我 国 自行设计和 制造的 第一 台最 大的轧钢机 ， 机架是轧钢机 中最大 、 最 重要 的零件 。 本机架具有 承受 载荷大 、 重 量大 、 尺 寸大 ， 形状 复杂 ， 机架是 分段 铸造 ， 然后采 用 电渣焊焊接成一体等特 点 。 其 中一个牌 坊重 达 吨 ， 承 受 的 最大轧制 压力为 吨 。 为 了保证产品 的质量 具有最 小的厚 度偏 差 ， 要求机架具 有很大 的 刚度和 强度 。 应用 电子 计算机对 机架作有限元 法 的计算及分析 ， 能够 比较 符合实际地找 出机架在 各种 受 力情 况下 各部位 的 应力及变形的 分布规律 ， 能找 出机架转角 、 孔 等应力剧烈 部位 的应力集 中系数的数值 ， 并 能 画出机架 等主 应力线图 、 主 应力分布矢量 图和 变形 图 。 为 了对 机架进行全面 分析 ， 采用 了十二种 不同方案 表 ， 其 中考虑 了不 同受 力情 况 ， 网格琉 密程度 的不 同， 地脚位 置不同 等各种情 况来进行分析 。 在 确定机架有限元法 计算简图 时 ， 考虑 到机 架结 构及受 力的对 称 性 ， 取 机架的一半作为 计算单位 。 表 机 架设 计方 案 及数据 卿巡呼熙 军兰肆军 一 一 … 二巴黑华… 半万 “ 兰 ‘嘿毕… … ‘ 受力 及地脚 约束情 况… 备 注 垂 直 四 点均布 力 ①②③④ 个个 个个 地脚 约束为 地脚 约束 为 。 〔 机 架上半部网格划 分一 样 在 上 、 下 横梁断 面加 密 」 尸 杏杏杏杏 地脚 约束为 地 脚 约束为 机架上 半部 网 格 划 分一样 且 较 、 为疏 圆角处加密 〕 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1981．04．024