Инженерная оптимизация смесительного и валкового оборудования. Клинков А.С - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2. Идентификаторы к программе 3
Наименование величин
бозн
а-
чен
ие
Обозначение
в программе
(идентификаторы)
1. Допускаемое напряжение
материала станины при изгибе,
МПа
[σ] SIG
2. Плотнос
ть материала станины,
кг/м
3
ρ RO
3. Распорное усилие действующее
на станину вальцев, Н
P
PP
4. Наименьшие
размеры сечений
станины, м
a
i
5. Наибольшие размеры
сечений
станины, м
b
i
6. Максимальное напряжение в
боковых стойках, Па
σ
1
SIGst
7. Максимал
ьное напряжение в
нижнем поясе, Па
σ
2
SIGor
8. Максимальное напряжение в
траверсе, Па
σ
3
SIGtr
9. Максимальное напряжение в риг
ле,
Па
4
SIGrg
10. Варьируемые параметры
I
(0)
x
i
11. Объём конструкции станины
V
(x)
R#(10)
Результаты расчёта по МСД с помощью программы 3 (прил.) позволили определить оптимальные значения
проектных параметров для сечений станины вальцев:
H
1
*
=0,192 м;
H
2
*
=0,158 м;
Н
3
*
=0,188 м. Минимальный объём
станины составил
V
min
*
=5,2·10
–2
м
3
. Объём станины при расчёте по допускаемым напряжениям
V
[σ]
=8,7·10
–2
м
3
.
Вывод
: масса оптимального варианта в 1,67 раза меньше массы существующего промышленного варианта,
рассчитанного по допускаемым напряжениям.
2.3. Оптимизация конструкции валка вальцев
Задача весовой оптимизации для валка вальцев (рис. 21) может быть сформулирована следующим образом: из
условий заданных максимального распорного усилия между валками, допускаемых напряжений для материала валка и
его прогиба найти такие значения внутренних диаметров
d
01
,
d
02
, и
d
03
валка, чтобы объём (масса) конструкции был
минимальным, т.е.
V
(
d
*
) = min
V
(
d
),
d
∈
D
;
(59)
D
= {
d
: σ
i
max
(
d
) ≤ [σ]
i
;
f
i
max
(
d
) ≤ [
f
]
i
;
a
i
≤
d
i
≤
b
i
;
i =
1, 2, 3}. (60)
Здесь
V
(
d
*
) – объём (масса) конструкции валка;
a
i
,
b
i
– наибольший и наименьший размеры внутренних
диаметров валка; [σ] – допускаемое напряжение на изгиб при симметричном цикле для материала валка; [
f
]
i
–
допускаемый прогиб валка, равный допускаемой величине разнотолщинности получаемого изделия; σ
i
э
(
d
i
) –
эквивалентные напряжения для материала по принятой гипотезе прочности;
D
– допускаемая область проектных
решений.
Исходные данные
:
D
= 0,16 м;
d
2
= 0,095 м;
d
3
= 0,080 м;
D
1
= 0,15 м;
D
2
= 0,5 м;
D
3
= 0,13 м;
l
1
= 0,32 м;
l
2
= 0,11 м;
l
3
= 0,115 м; материал валка Сталь 40Х;
Е
= 2·10
5
МПа; µ = 0,3; [σ] =
150 МПа
[21]; максимальное распорное усилие на валок 2
P
= 80 кН = 8·10
4
Н, что соответствует распределённому усилию по
длине рабочей части валка
q
p
= 250 кН (рис. 21).

Страницы