挤压机挤压筒过盈计算.doc

挤压筒过盈配合计算
Study on the Interference Fit of Extrusion Container
中国重型机械研究院
重庆大学
China National Heavy Machinery Research Institute Co., Ltd.
Chongqing University
,2012
目录
4
4
4
5
8
9
10
12
、解析解及有限元结果对比 17
3. 120MN金属挤压机挤压筒过盈配合有限元计算分析 20
过盈情况一 21
: 21
: 27
过盈情况二 32
: 32
: 37
过盈情况三 42
: 42
: 47
过盈情况四 52
: 52
: 57
主要工作
;
、解析解与有限元计算对比;
。
This report includes:
The analytic solutions on the stresses of extrusion container.
parison between the empirical, analytic solutions and Finite Element Analysis (FEA) results.
FEAon the interference fit of the extrusion container of 120MN Extrusion Press.

挤压筒在挤压过程中受三向应力,分别为径向压力,周向压力和轴向压力,挤压沿轴向应力分布比较均匀,所以将挤压筒可简化为厚壁圆筒模型,即为平面应变问题,根据弹性力学计算三层圆挤压筒的接触应力及受内压时的应力应变。


等厚较长的圆筒,内外表面受有径向均匀分布的压力作用,并假定压力沿筒轴方向均相同。由于压力和物体本身的对称性,故变形后的圆筒对其轴线一定也是对称的,所以当利用极坐标时既没有切向位移也没有剪应力,这是轴对称的弹性力学平面应变问题。

()

()
圆筒开口时不受轴向力,此时,
()
整理计算得到
()

()

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经计算得到最终解为:
()
()
其中积分常数、可由边界条件决定。

(一)圆筒受有均匀内压
设内压力为,时,边界条件变为:
当时,;当时,。
受内压
A layer under a inner press
,则应力应变关系变化为:
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()
()
并且在处,圆筒内圈位移变化为:
()
(二)圆筒受有均匀外压力
设外压力为,边界条件为当时,;当时,。。
受外压
Fig. A layer under a outer press
,可得应力应变关系式为:
()
()
()
外径变化为
()
(三)圆筒受均匀分布的内外压
设内压力为,外压力为,此时边界条件为当时,;当时,。,

A layer with inner and outer press at the same time
利用此边界条件可得应力应变公式为:
()
()
()

单层挤压筒工作时内壁存在很高的峰值,而采用组合挤压筒可以利用装配产生的压应力来抵消由于挤压力而引起的拉应力,采用预应力