軋機畢業設計開題報告

燕 山 大 學

本科畢業設計（論文）開題報告

課題名稱：3500中厚板軋機

學院（系）：機械工程學院

年級專業：06級機電3班

學生姓名：王瑞超

指導教師：牟德君

完成日期：2015年3月17日

一、綜述本課題國內外研究動態，説明選題的依據和意義

冶金工業部標準規定：厚度在4毫米以下的鋼板稱為薄板；厚度在4毫米以上的稱為厚板。我國習慣於將厚度在4~25毫米範圍內的鋼板成為中板。

在國民經濟的各個部門中廣泛的採用中板。它主要用於製造交通運輸工具（如汽車、拖拉機、傳播、鐵路車輛及航空機械等）、鋼機構件（如各種貯存容器、鍋爐、橋樑及其他工業結構件）、焊管及一般機械製品等。[1]

中板生產目前均採用熱軋。即將鋼胚或鋼錠加熱後，在軋機中經多道次軋製，軋成一定厚度的鋼板。

生產中板的軋機型式很多。按機架機構分類，可分為二輥式、四輥式、複合式和萬能式幾種。按機架佈置風雷，可分為單機架、並列式和順列式等幾種。[1]

1.軋鋼機的發展

初軋機的發展。初軋機的發展經過了3個階段，到20世紀70年代初，初軋機的軋輥直徑已增大到了1 500 mm。我國從1959年開始自行設計製造開坯機，目前已製成700mm，750tam，850lnm，1 150mm初軋機。20世紀80年代以來，連鑄技術得到較大的發展，連鑄比達到80％甚至更高，連鑄連軋工藝和設備也日趨完善，初軋機的職能將逐步轉變為配合連鑄，彌補連鑄在鋼種和規格方面的不足。

帶鋼連軋機的發展。在所有市場需求的鋼材中，板帶材佔有相當大的比重。我國於1981年從13本引進1 700mm熱連軋機的全套設備。隨後，一大批具有先進生產工藝的熱連軋和冷連軋板帶廠迅速崛起，。熱連軋機發展的主要特點有：加大帶卷和坯料重量，減少切頭切尾的損耗，提高產品收得率；採用加速軋製，提高鋼材產量；產品規格增加，精度提高；採用計算機控制，提高了自動化水平等。冷軋鋼板的生產成本、投資費用雖然比熱軋鋼板高，但由於冷軋鋼板的性能和質量比熱軋好，在同樣用途下，可以節約金屬材料達30％，故冷軋板生產得到迅速發展。我國於1965年末製成300him五機架試驗性窄帶鋼冷連軋機，20世紀80年代又從原西德引進1 700 lnlrn五機架帶鋼冷連軋機成套機組，90年代後又有六輥HC軋機、CVC軋機也先後投入生產。帶鋼冷連軋機正在向大型化、高速化、高精度和自動化方向發展。[2]

2.軋鋼技術發展前景

世界軋鋼工業的技術進步主要集中在生產工藝流程的縮短和簡化上，最終形成軋材性能高品質化、品種規格多樣化、控制管理計算機化等。展望未來，軋鋼工藝和技術的發展主要體現在以下幾方面。(1)鑄軋一體化。利用軋輥進行鋼材生產，因其過程連續、高效、可控且便於計算機等高新技術的應用，在今後相當一段時間內，以輥軋為特徵的連續軋鋼技術仍將是鋼鐵工業鋼材成型的主流技術，但軋鋼前後工序的銜接技術必將有長足的進步。在20世紀，由於連鑄的發展，已經逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術生產的薄帶鋼直接進行冷軋，又使連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋的一體化，將使軋製工藝流程更加緊湊。同時，低能耗、低成本的鑄軋～體化，也是棒、線、型材生產發展的方向。(2)軋製過程清潔化。在熱軋過程中，鋼的氧化不僅消耗鋼材與能源，同時也帶來環境的污染，並給深加工帶來困難。因此，低氧化燃燒技術和低成本氫的應用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術。酸洗除鱗是冷軋生產中最大的污染源，新開發的無酸清潔型(AFc)除鱗技術，可使帶 鋼表面全無氧化物、光滑，並具有金屬光澤。無氧化(或低氧化)和無酸除鱗(氧化鐵皮)這兩項被稱為綠色工藝的新技術，將使軋鋼過程清潔化。(3)軋製過程柔性化。板帶熱連軋生產中壓力調寬技術和板形控制技術的應用，實現了板寬的自由規程軋製。棒、線材生產的粗、中軋平輥軋製技術的應用，實現了部分規格產品的自由軋製。冷彎和焊管機也可實現自由規格生產。這些新技術使軋製過程柔性化。(4)高新技術的應用。20世紀軋鋼技術取得重大進步的主要特徵是信息技術的應用。板形自動控制，自由規程軋製，高精度、多參數在線綜合測試等高新技術的應用使軋鋼生產達到全新水平。軋機的控制已開始由計算機模型控制轉向人工智能控制，並隨着信息技術的發展，將實現生產過程的最優化，使庫存率降低，資金週轉加快，最終降低成本。(5)鋼材的延伸加工。在軋鋼生產過程中，除應不斷挖掘鋼材的性能潛力外，還要不斷擴大多種鋼材的延伸加工產業，如開發自潤滑鋼板用於各種衝壓件生產，減少衝壓廠潤滑油污染；開發建築帶肋鋼筋焊網等，把鋼材材料生產、服務延伸到各個鋼材使用部門。隨着工業的發展和軋鋼技術的進步，軋鋼工藝的裝備水平和自動控制水平不斷提高，老，式軋機也不斷被各種新型軋機所取代。按照我國走新型工業化道路的要求，軋鋼技術發展的重點也轉移到可持續發展上，在保證滿足環保要求的條件下，達到鋼材生產的高質量和低

成本。[2]

二、3500中厚板軋鋼機設計的目的和意義

在國民經濟的各個部門中廣泛的採用中板。它主要用於製造交通運輸工具（如汽車、拖拉機、傳播、鐵路車輛及航空機械等）、鋼機構件（如各種貯存容器、鍋爐、橋樑及其他工業結構件）、焊管及一般機械製品等。[1]

中國已經連續8年穩定地成為世界鋼材產量的第一大國。據統計，2003年全國累計產鋼材2.36億T，其中中厚板產量為2460萬，比2002年增長了22.5%。目前中國3000mm以上寬度的中厚板軋機僅有8套，其餘均為3000mm以下，整體裝備水平仍較低，還沒有很好地應用控制軋製和控制冷卻等提高產品力學、物理性能的工藝技術，生產產品的質量和品種遠遠不能滿足國民經濟發展的需要。為了縮小與發達國家中厚板軋機先進水平之間的差距，提高工藝技術和裝備水平，改變產品和技術經濟指標比較落後的局面，就必須淘汰落後的工藝技術和設備，不斷地對現有的中厚板軋機進行現代化技術改造和興建新機組，這是中國由鋼鐵生產大國走向鋼鐵強國的重要一步。[3]

我所研究的課題是3500中厚板軋鋼機的設計，使我設計的軋鋼機具有生產出厚度在4毫米以上，最大寬度為3500毫米的中厚鋼板的能力；以及對軋鋼機部分功能以及結構方面進行改進或創新，使其能夠高效、平穩、精確的生產出合格的產品。

三、研究的基本內容，擬解決的主要問題

我所研究的基本內容是：使我設計的軋鋼機具有生產出厚度在4毫米以上，最大寬度為3500毫米鋼板的能力；以及對軋鋼機部分功能以及結構方面進行改進或創新，使其能夠高效、平穩、精確的生產。

方案的選擇:

選擇順列式雙機架中板軋機，採用二輥可逆式粗軋機及四輥可逆式精軋機的組合，集中了兩種軋機的優點，能夠獲得精確的厚度公差及較高的生產能力。[1]

待解決的問題:

(1) 輥系的結構設計

輥的結構設計，主要包括輥型設計和參數設計。

目前，由於國內中厚板軋機裝備水平比較落後，絕大部分不具有板形控制設備，因而板形控制手段比較單一，板形控制能力弱。在軋製過程中，軋輥因受軋製力的作用而產生撓曲變形和壓扁變形。同時，由於軋輥輥身長度方向上的温度不均勻引起的軋輥熱凸度也對軋件出口凸度產生影響。合理的輥型設計不但有利於板形控制，還具有在軋輥磨損區域內增大軋輥使用壽命的作用。輥型優化設計時，不僅應考慮軋輥熱凸度和磨損的影響，另外還要考慮磨牀的加工能力。[3]

(2) 機架的結構設計

機架是軋機中最重要的零部件之一，用來安裝軋輥輥系與軋輥調整裝置，並承受全部軋製力。因此機架應具有足夠富裕的強度和剛度，以保持其工作可靠。由於閉式機架具有結構合理，強度和剛度均較高的特點，已被廣泛用於軋製力較大的板坯和板帶軋機上。

為了保證軋機機架在工作中安全可靠不被破壞，必須對其強度進行計算，同時，為了保證軋製的精度，還應對其剛度進行計算。[4]

(4) 主要零部件的結構設計

軋機執行功能所必要的零部件的設計與校核。

(5)總體設計

中板的厚度控制方法需要改進。軋機的整體根據實際情況需要完善和改進。

三、研究步驟、方法及措施

首先查閲文獻資料，從文獻資料中掌握一些關於中厚板軋機的基本知識，確定研究方案。

然後對研究方案進行機械結構設計，進行力能參數的選擇與計算；定出各零部件的尺寸形狀，進行強度校核，用Autocad製作軋機的裝配圖和零件圖。

用Solidworks對每個零件進行設計造型，再將每個零件裝配起來，進行運動仿真模擬。

綜合考慮，檢查錯誤。

設計思路：在傳統的軋機理論基礎上進行部分的改進和創新。

四、研究工作進度

第一階段（3月1號~3月20號），查閲資料和閲讀參考文獻，瞭解國內外軋機發展狀況，確定研究方案及大體的機械結構。

第二階段（3月21號~4月12號），對選定方案進行主要零部件的結構設計及運動學分析，並計算相關的力能參數。

第三階段（4月12號~5月1號）總體設計，機械校核，繪製主要零件圖。

第四階段（5月2號~5月9號），繪製軋機總體裝配圖。

第五階段（5月9號~6月1號），綜合考慮，檢查錯誤，撰寫論文。

第六階段（6月6號~6月19號），製作畢業設計説明書，翻譯外文文獻，整理論文。

五、主要參考文獻

【1】洛陽礦山機械研究所.2300中板車間機械設備[M].北京:機械工業出版社,1978：1，3，6-7.

【2】程志彥.軋鋼機和軋鋼技術的發展[J].科技情報開發與經濟,2015，15(13)：1-120.

【3】田勇，胡賢磊，王昭東，趙忠，王國棟.2500 mm中厚板精軋機支承輥輥型優化設計[J].鋼鐵研究學報,2015，18(10)：23-25

【4】汪曦，尚旭.中板精軋機機架的應力分析[J].冶金設備，2015，(2)：33，47-49

【5】楊偉增，張彥章.天鋼3500mm中厚板生產工藝、裝備和產品結構

[J ].軋鋼.中國金屬學會2015年中厚板學術會議，上海，20151100.上海.中國金屬學會，軋鋼編輯部.20151100.101-106

【6】胡加洪.中厚板軋機厚度自動控制系統的研究.東北大學，碩士論文. 20040201，1-83

【7】王青海，張功焰，強偉，金永春，王國棟，劉相華，王君.從首鋼3500軋機建設看-中-國中厚板生產設備、工藝技術的發展[J].中國金屬學會.中國金屬學會2004年全國鍊鋼、軋鋼生產技術會議,無錫,20040501.無錫, 中國金屬學會,20040501,626-633

【8】常安，白金蘭，邸洪雙，陽代軍，劉光明.首鋼3500 mm中板軋機輥型研究與應用[J].鋼鐵.2015，41(8)：41-45

【9】唐衞東，王哲，趙運濤.3500mm軋機機架輥的結構特點[J].一重技

術.2015，(6)：1-2

六、指導教師意見

……………………………………………………………………………………………

指導教師簽字：

年 月 日

七、系級教學單位審核意見：

審查結果： □ 通過 □ 完善後通過 □ 未通過

負責人簽字：

年 月 日

軋機畢業設計開題報告 [篇2]

學生姓名： --- 學 號： ---

專 業： 機械設計製造及其自動化

設計(論文)題目： 基於ansys 軋機機架的有限元分析

指導教師： --- 教授

2012 年3 月8 日

開題報告填寫要求

1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業設計（論文）答辯委

員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指

導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成，經指導教師籤

署意見及所在系審查後生效；

2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設

計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上後剪貼，完成後

應及時交給指導教師簽署意見；

3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，並直接書寫（或打印）

在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少於10

篇（不包括辭典、手冊）；

4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標 gb/t 7408—94

《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規定的要求，

一律用阿拉伯數字書寫。如“2002 年4 月26 日”或“2002-04-26”。

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

1．結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閲的文獻資料，每人撰寫

2000 字左右的文獻綜述：

文 獻 綜 述

一、本畢業設計（論文）研究的目的和意義

軋機是鋼鐵板材生產線的主要設備，機架是軋機的重要部件，影響軋材板形精度因

素很多，其中，軋機系統垂直方向的間隙和彈性變形是主要因素。 機架是軋機的重要

承載部件，在軋製過程中，被軋製的金屬作用到軋輥上的全部軋製力，通過軋輥軸承、

軸承座、壓下螺絲及螺母傳給機架，並由機架全部吸收不再傳給地基，因此，機架必須

具有足夠的剛度和強度。然而在軋製過程中，機架的受力情況較複雜，作用在機架上的

力包括軋製力、帶材前後張力差引起的.立柱上水平力、軋輥平衡裝置在機架上下橫樑的

附加力、各種水平力形成的傾翻力矩在機架下支承面的反力等，其中軋製力最大。機架

作為軋機中最重要的部件，它的剛度將直接影響到軋製的精度，而軋製的精度是一台軋

機的裝機水平的標誌，軋機的強度則是軋機能否長期安全穩定工作的前提條件。這就要

通過有限元分析確定機架各部分的受力分佈和變形情況，這對於機架能否安全工作是十

分必要的。

二、本畢業設計（論文）研究現狀及研究方法

內容為基於有限元分析的軋機機架的研究

（一）、軋機機架研究現狀

國內許多科技工作者在機架的強度、剛度以及機架的振動方面作了大量的工作。重

慶大學黃世琦

[1 ]

等對重慶鋼鐵公司第五鋼鐵廠的2450 大型中板軋機進行了有限元計算，

並對整機作了光彈分析。得出的結論是:機架的最大應力發生在壓下螺母孔承壓面上和

上橫樑與立柱間轉角的內側。重慶大學餘欽義

[ 2 ]

對冷軋機機架進行了有限元分析，並得

出上轉角雖是應力集中較大的部位，但並不是上橫樑中應力最大處。李友榮、劉安中

[ 3 ]

應用ansys 軟件系統對1000mm 初軋機機架進行了三維有限元分析，得出三維有限元計

算的應力值與實測值是一致的，且能精確提供軋機機架各部分，特別是應力集中區域的

應力分佈和變形情況;壓下螺母孔承壓面圓角附近存在嚴重的應力集中，該處是機架強

度最薄弱之處。姜世平

[ 4 ]

等對1500mm 冷連軋機組軋機機架進行受力分析，應用ansys

軟件分析計算了單機架的應力場、位移場。計算結果表明:最大應力位於機架底部與地

面連接部位，適當增加該部位的過渡圓角，可有效降低應力值。王俊領

[ 5 ]

應用saps 程

序對4200min 軋機機架進行了三維有限元分析，對螺母孔處的圓角半徑及位置進行了7

種方案的計算分析，得出的結論:機架的危險點是壓下螺母孔過渡圓角與機架對稱平面

相交的點。南方冶金學院的王幼華

[ 6 ]

等採用super 一sap91 軟件系統對小型軋機閉式機

架進行了整機的三維有限元強度和剛度分析，得出小型閉式機架的最大應力區發生在上

橫樑壓下螺母孔座周圍的結論。採用有限元方法及光彈實驗方法對四輥液壓軋機機架的

強度及剛度進行了分析，得出結論為:有限元計算和光彈性實驗的結果相當接近，而採

用有限元分析，在應力集中部位求解的應力值更準確。對粗軋機機架結構進行了有限元

應力與變形的分析。劉曉星、李平通過建立板帶軋機座垂直振動的力學模型，提出了振

動模態，對板形、板厚影響的指標，並以4200 厚板軋機為例，從動力學觀點分析了板

形、板厚波動的因素以及改進方法。於輝等根據某初軋機的結構設計方案，利用大型有

限元軟件ansys，建立了結構分析模型，得出了該軋機機架容易激發的固有頻率與振型，

以及承受最大軋製力時的變形程度。分析出機架結構振動大小的分佈，確定了該機架的

危險截面位置。艾厚莊等針對1700 四輥帶鋼軋機振動問題，利用大型有限元軟件ansys，

建立機架的結構分析模型，得出該軋機機架容易激發的固有頻率和振型;並利用結構力

學理論對典型模態進行了驗證。為軋機機架設計及抑制軋機振動提供了依據。瞿志豪等

針對我國某鋼廠1420 冷連軋出現的顫振現象，從實測入手分析了它的振源和顫振頻率，

又用有限元分析方法驗證了機座發生顫振的實驗結論。範小彬等介紹了近二十年來帶鋼

熱軋機和冷軋機機座振動的基本特徵、研究手段和解決辦法，為解決當前國內軋機振動

問題提供一些借鑑，提出了今後軋機振動的研究方向和重點。

（二）、有限元法及ansys 軟件

有限元法的基本思想是“先分後合”，即將連續體或結構先人為地分割成許多單元並

認為單元與單元之間只通過節點聯結，力也只通過節點作用。在此基礎上，根據分片近

似的思想，假定單元位移函數，利用力學原理推導建立每個單元的平衡方程組，再將所

有單元的方程組，組織集成表示整個結構力學特性的代數方程組，並引入邊界條件求解。

ansys 作為專業的cae 軟件，具有強大的求解器和前處理及後處理功能。它包兩個後處

理器和幾個輔助求解器等

[ 7 ]

。ansys 前處理器用於生成有限元模型，指定隨後求解中需

要的選擇項;ansys 求解器用於施加載荷及邊界條件，然後完成求解運算;ansys 後處理

器用於獲取並檢查求解結果，以對模型做出評價。ansys 在智能網格化分器上，具有卓

越的特點。它具有較強的非線性求解能力，且非線性的收斂控制具有智能性;它含有參

數化設計語言。數據庫兼容的特點使其非常適合進行高級的優化分析。ansys 軟件具有

很強的硬件平台適應性，它可以在從pc 機到巨型機的所有硬件平台上運行。ansys 有限

元程序不僅能夠分析已有的結構在各種工況下的工作狀況，而且還可以進行特定條件下

的合理性設計。用它可以進行結構分析、模態分析、熱分析、熱一結構禍合分析、磁場

分析以及優化分析。此外，軟件共享資源，使用户在cae 過程中避免重複建模

[ 8 ]

。

（三）、有限元研究軋機機架的優勢

機架的傳統研究方法，一般都採用材料力學方法

[ 9 ]

。國外許多國家多使用凱勒爾提

出的靜不定剛架計算方法(1955 年)或斯通方法(1936 年)

[1 0 ]

或是這些方法的擴展。但前

蘇聯、東歐各國以及我國前一時期，多采用採利柯夫的計算方法。傳統的研究方法是以

材料力學和光測彈性力學為主，即應用材料力學以強度理論為依據來設計，這樣，只能

求出某些局部應力值，為保證其可靠性，安全係數往往取得很大，一般使其靜強度安全

係數不小於10～15，造成機架結構尺寸過大。即便如此實踐證明機架工作時仍有斷裂發

生，這説明該研究方法不能保證機架充分可靠地工作。究其原因，是因為沒有增加針對

關鍵部位的安全係數，造成了既浪費材料，又不能保證機架的強度。實際測得的應力值

表明，造成機架意外破壞的原因主要是應力集中、疲勞破壞及蠕變等,且破壞多發生在

壓下螺母和機架窗口轉角處等部位。採用材料力學的方法不能得到應力集中部位的應

力。光彈性力學雖可求出機架的應力分佈，但其成本高且精度較差。隨着現代科學技術

的發展，特別是計算機的普遍應用，有限元法、優化設計、可靠性設計、計算機輔助設

計等現代設計方法，逐步應用到機架設計中。有限元法是以計算機為工具的一種現代數

值計算方法，能用於工程設計中複雜結構的靜態和動力學分析，並能精確計算形狀複雜

零件的應力分佈和變形，成為複雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。對大中型機架

採用彈性力學有限元法進行強度和剛度分析計算，可以準確地求出整個機架的應力場和

變形場，也可以反映出機架局部應力與應變，找出機架的最薄弱部位，提高了計算的準

確性，是比較理想和精確的計算方法。隨着科學技術的不斷髮展，近年來凡是重要的和

結構複雜的大型構件大都採用有限單元法進行計算。

參考文獻

[1] 黃世琦，曹震，祖正華.2450 鋼板軋機機架的三維有限元及整機光彈性分析 重型機

械，1987，(10):41 一49

[2] 餘欽義.冷連軋機架的三維有限元分析 重型機械，1985，(6):1 一91

[3] 李友榮，劉安中．1000mm 初軋機機架的三維有限元分析[j]．武漢鋼鐵學院學報，

1992，9(3)

[4] 姜世平，許崇勇，朱劍非．1500mm 冷軋機組機架有限元分析計算[j]．重型機械，

2015(1)

[5] 王俊領.42o0mm 軋機機架的三維有限元分析 重型機械，1996，(5)35 一39

[6] 王幼華，鍾國慶，傅先玉.小型軋機閉式機架的三維有限元分析 南方冶金學院學報，

1996，17(l):30 一36

[7] liu c et a1．finite-dement modelling of deformation and spread in slab

rolling int．j．mech．sei．，1985；27：531-541

[8](美)sacd moaveni 著.有限元分析:ansys 理論與應用[m]電子工業出版社2003

[9] 黃華清.軋鋼機械冶金工業出版社 1980 年12 月第一版

[10]冶金工業部有色金屬加工設計研究院.板帶車間機械設備設計(上)[m].冶金工業出

版社1983.

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

２．本課題要研究或解決的問題和擬採用的研究手段（途徑）：

畢業設計是全面運用所學基礎理論、專業知識和基本技能，對實際問題進行設計的

綜合性訓練。本畢業設計的題目是基於ansys 的軋機機架有限元分析，通過有限元分析

軟件ansys 對機架進行有限元分析，找出軋機機架應力較為集中、變形和分佈不均勻部

位的力學參數，並用現場實測值對其修正，得到軋機機架的力學性能理論結果，為現場

工藝的制定和設備的安全生產提供了理論依據。此外該模擬計算結果對驗證現場軋機機

架應力、應變測試結果; 推斷未測或難測部位的應力和應變狀態;找出機架的薄弱環節等

方面具有重要的理論指導和實踐意義。另外軋鋼機機架是軋鋼機的重要部件,其上安裝有

軋輥、軋輥軸承座、軋輥調整裝置等,不僅要承受很大地軋製力,而且咬鋼和脱鋼時要承

受嚴重地衝擊振動。因此,機架不僅要有足夠的剛度和強度,還要對其動力學特性進行分

析,掌握其振動特性,保證其穩定性,避免工作時引起共振。擬採用的研究手段是有限元分

析，即ansys 軟件。因為有限元法是以計算機為工具的一種現代數值計算方法，能用於

工程設計中複雜結構的靜態和動力學分析，並能精確計算形狀複雜零件的應力分佈和變

形，成為複雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。對大中型機架採用彈性力學有限元

法進行強度和剛度分析計算，可以準確地求出整個機架的應力場和變形場，也可以反映

出機架局部應力與應變，找出機架的最薄弱部位，提高了計算的準確性，是比較理想和

精確的計算方法。通過本次畢業設計可以進行查閲文獻，收集資料，調查研究，綜合分

析，編寫説明等多方面的訓練，培養運用所學只是解決實際問題的能力和創新精神，增

強工程觀念，以更好地適應工作的需要。

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

指導教師意見：

1．對“文獻綜述”的評語：

2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：

指導教師：

年 月 日

所在學院（系）審查意見：

負責人：

年 月 日

軋機畢業設計開題報告 [篇3]

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

等造成局部發熱引起熱衝擊等，都易使軋輥失效。任何一種失效形式都會直接導致軋輥使用壽命縮短。因此有必要結合軋輥的失效形式，探究其產生的原因，找出延長軋輥使用壽命的有效途徑[10]。

3 有限元分析的概念及特點

有限元分析是用較簡單的問題代替複雜問題後再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的）近似解，然後推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由於大多數實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種複雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續域的離散單元。有限元的概念早在幾個世紀前就已產生並得到了應用，例如用多邊形（有限個直線單元）逼近圓來求得圓的周長，但作為一種方法而被提出，則是最近的事。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應用於航空器的結構強度計算，並由於其方便性、實用性和有效性而引起從事力學研究的科學家的濃厚興趣。經過短短數十年的努力，隨着計算機技術的快速發展和普及，有限元方法迅速從結構工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術領域，成為一種豐富多彩、應用廣泛並且實用高效的數值分析方法。

有限元方法與其他求解邊值問題近似方法的根本區別在於它的近似性僅限於相對小的子域中。20世紀60年代初首次提出結構力學計算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地將其描繪為：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函數”，即有限元法是

Rayleigh Ritz法的一種局部化情況。不同於求解（往往是困難的）滿足整個定義域邊界條件的允許函數的Rayleigh Ritz法，有限元法將函數定義在簡單幾何形狀（如二維問題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數），且不考慮整個定義域的複雜邊界條件，這是有限元法優於其他近似方法的原因之一[11]。

目前，根據金屬材料本構方程的不同，可將有限元模擬方法分為以下兩類[12]。 ①彈塑性有限元法

彈塑性有限元法考慮了包括彈性變形的金屬變形全過程。以Prandlt-Mises本構方程為基礎。在分析金屬成型問題時，不僅能按變形路徑得到塑性區的發展狀況，工件中的應力、應變分佈規律和幾何形狀的變化，而且還能有效地處理卸載問題，計算殘

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

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