100x3200卷板机如何对上辊进行扰度分析载荷

100x3200卷板机是将船用钢板卷制成圆弧形或锥弧形（如船舷、船身的加工）的专用成形装备，是船舶行业必不可缺的关键设备，数控卷板机是建造大型船舶、航空母舰必须自主研发的高档数控机床，是为保证经济发展和国防安全而必须自主研发的重大装备。板材在被卷制过程中要克服板材的挠曲变形受力、弹性载荷极限力和塑性极限力引起的综合载荷。而卷制力是通过上辊来施加的，由于上辊不是绝对意义上的刚体，会在自重和工作载荷作用下变形，这将影响卷板精度，则需要对上辊的结构进行优化。

            而对于100x3200上辊的结构优化问题，传统上一般凭经验进行优化，效率低；若通过卷制实验的方法实测上辊的挠度变化来寻找最佳的优化方案，成本和工作量无疑是相当大。目前很多学者通过虚梁法、有限差分法、积分法等，大量研究揭示了棍子的轴向挠曲变形。在减小上辊的挠曲变形，提高卷板精度方面，国内外也进行了大量研究，通过改进上辊的结构尺寸提高上棍的抗弯刚度，在一定程度上减小了挠曲变形问题，但由于上辊材料和重量的制约，并没有从根本上解决挠曲变形问题 。

  从100x3200卷板机工作原理得知，动力部分电机驱动上辊旋转，上辊下压并超过材料的屈服极限时，板料便产生塑性变形。数控卷板机现在用逆推法，对上辊进行受力分析，上辊受到卷制钢板对其反作用力，即上辊(上辊直径为Φ320mm)在12m范围受到均布载荷为225kN·m－1。分析在此均布载荷作用下上辊的挠度分布。可以得知，上辊受到均布载荷225kN·m－1时，其挠度为372mm。而上辊身长为13500mm，千分之一即挠度为13.5mm。现在用上辊均布载荷得到的挠度减去上辊允许的最大挠度值，372－13.5=358.5mm，也就是上辊在受到上横梁6个集中力的情况下。

           最小挠度值为358.5mm。3.2上辊的6个集中受力上辊下表面受到卷制钢板的均布载荷，通过卷制钢板的板宽、板厚、最小弯曲直径及钢板的屈服极限这4个条件，可以计算上辊受力为2700kN，根据力平衡方程，需要6个支撑点来平衡这个力，所以6个力之和为2700kN。通过图2b可以看出，上辊共受到6个集中力载荷，大小未知，属于超静定问题，很难计算出每个支撑力的大小，但左右为对称结构，所以6个力简化为2×F1+2×F2+2×F3=2700kN。利用ANSYS做实验模拟，通过6个点支撑，即上辊受到6个集中力，使得上辊挠度值大于等于358.5mm。