摘 要

近年来中国机械工业得到了快速的发展，这过程中剪板机起到了举足轻重的作用，在分析了剪板机市场性、经济性、实用性并且实地参观了剪板机生产加工企业的前提下，我选择了市场优势比较大的液压式剪板机作为一年毕业设计的课题。

随着计算机技术的普及，有限元分析技术在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视和应用，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效方法，是现代工程分析和设计流程的核心。对冶金机械设备运用有限元方法进行静力学分析模态分析，可为设计和制造提供可靠的数据，具有很大的经济意义和实用价值。

有限元分析方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以被称为有限元法(FEM, Finite Element Method)。

剪板机的主要用途是切定尺、切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的局部缺陷等。剪板机是轧钢机械中重要的辅助设备之一，因此剪板机的能力大小，直接影响轧机生产能力能否充分发挥以及轧制线生产流程的平衡问题。

关键词：剪板机机架；有限元分析；CAD/CAE技术

Mechanical response analysis of frame of hydraulic plate shears

Abstract

In recent years, China's machinery industry has been rapid developments, this process has played a pivotal role shears, shears in the analysis of the market, economy, practicality and toured the shears under the premise of production and processing enterprises I chose a market advantage larger hydraulic gate shears as the subject of graduation year.

Along with the computer technology popularization, the technique of finite element analysis (FEM) got more and more attention paid and applications engineering analysis and design, which has became a valid method in solving complicated engineering problems. It is the core of the process in the modern engineering design. It can provide reliable data for design and manufacturing.

The basic idea of the finite element analysis method is the discretization of structure, with limited to analysis of unit to represent complex objects, unit is connected by finite nodes are connected to each other, then according to the integrated solution of compatibility condition of deformation. Because the number of units is limited, the number of nodes is limited, so it is called the finite element method.

The main use of the cutter that shearing specify length strip, the strip's end, the test sample and the partial disfigurement of the strip and so on. The cutter is an important auxiliary equipment. For this reason, the capability of the cutter will affect the producing capability of the null and the balance of the mill line process.

Key words：Plate shearing machine frame;FEM;CAD/CAE technology

目录

第一章 绪论 - 1 -

1.1引言 - 1 -

1.2 课题选择的背景和缘由 - 1 -

1.3课题设计的目的和意义 - 2 -

1.4本论文的研究内容 - 3 -

第二章 剪板机概述 - 4 -

2.1剪板机简介 - 4 -

2.2剪板机的发展及国内外研究现状 - 4 -

2.3剪板机分类 - 6 -

2.4剪板机工作原理 - 7 -

2.5对剪板机进行力学响应分析的基本内容 - 8 -

2.6单位剪切抗力 - 8 -

2.7 运用CAD/CAE技术研究剪板机机架的方法 - 9 -

第三章 有限元理论 - 10 -

3.1 ANSYS简介 - 10 -

3.2有限元软件的发展 - 10 -

3.3有限元分析的优缺点 - 12 -

3.3.1有限元分析的优点 - 12 -

3.3.2有限元分析的缺点 - 12 -

3.4有限元分析的步骤 - 13 -

第四章 机架有限元模型的建立 - 14 -

4.1 机架结构实体建模 - 14 -

4.2 机架整体有限元模型建立 - 15 -

4.3 机架有限元分析的网格划分 - 16 -

第五章 剪板机机架有限元分析 - 19 -

5.1静力学有限元分析 - 19 -

5.2计算原理 - 20 -

5.3第一种工况分析计算 - 22 -

5.4第二种工况分析计算 - 27 -

5.5误差产生的原因 - 31 -

结 论 - 32 -

谢 辞 - 33 -

参考文献 - 33 -

第一章 绪论

1.1引言

剪板机是用于切断金属材料的一种机械设备。在冶金行业轧制的生产过程中，大断面的钢坯经过轧制后，其断面变小，长度增加。为了满足后续工序和产品尺寸规格等生产功能的要求，钢材生产过程中都必须有剪板工序。剪板机的用途就是用来剪板定尺、切头切尾、切边、切试样及切除钢板的局部缺陷等。剪板机是轧钢机械中重要的辅助设备之一。随着国民经济的高速发展和科学技术的进步以及机械制造业的迅速发展，钢结构焊接构件和钢板成形件在各行业中的使用也逐渐增多，特别在汽车、轮船和重型机械等制造企业。因此，对剪板机的需求量同样会越来越大，从而直接推动剪板机制造业的迅速发展。同时剪板机还广泛地在修理等部门使用。

1.2 课题选择的背景和缘由

自从第二次工业革命之后，机械工业在工业发展中占了很大的比重，要生产出各种大型机械，就得有相应的材料例如：45、HT250、Q235等等的加工材料，这些加工材料又少不了剪板机的剪切，所以剪板机在现代工业发展中同样起到了不可或缺的作用。为了能更好的完成剪板机功能，探索一种即节能又经济的剪板机，我选择了液压式剪板机的设计作为一年毕业设计的课题。

随着科技的不断发展，剪板机的功能和精度也得到了相应的提高，国外已经向着自动化、多功能化、智能化、节能化等方面发展。