浅谈托轮高性能托轮选材及其热力学

论文导读：有限元模型建立与浅析36-493.4有限元数据浅析汇总49-543.5本章总结54-55第四章托轮内部的热力学浅析及温度场分布55-694.1数学物理方程介绍55-564.2托轮内部温度场分布模型简化56-574.3温度场分布的求解57-674.3.1热源的线性分布57-594.3.2热传导方程的求解59-654.3.3热交换平衡时的最大温度值65-674.4本章小结67-
摘要：托轮作为回转体的支撑部件,最早在矿山、水泥厂等行业中得到了广泛运用。近年来,随着钢丝绳厂、电线电缆厂和光缆厂等行业的兴盛,托轮行业又迎来了春天。但是由于受到托轮材料的限制,托轮的利用寿命相比较较短暂,这已经成为了托轮行业进展的瓶颈。由此,本论文主要针对最新研制的高性能托轮材料,进行了力学性能测试和相关性能的计算,并对材料进行了性能比较,做出了最佳材料的选择。利用双螺杆反应挤出机制备四种配方的力学测试试样,通过万能试验台得到了四种配方、胶木和国外样品的压缩应力应变曲线。结果发现新研制的四种配方的弹性模量在3500MPa和5000MPa之间,比样品及胶木的弹性模量都要高,完全符合对高性能托轮材料的力学性能要求。通过有限元软件ANSYS对六种试样制作的托轮进行受力浅析,得到了托轮在受载历程中的位移变形量和塑性变形能量。在实际工作历程中托轮要受到反复的挤压,塑性变形能量转化为热量,成为托轮内部温度升高的主要因素。利用热力学浅析的知识,推导出了托轮在工作历程中的温度场分布,并且得到了六种材料的热交换平衡时内部的最大温度值和其出现的位置。结果发现材料3的最大温度值为110.5℃,是六种材料中最小的,材料3的最大温度值位置是最靠近托轮外缘面的。另外经过探讨发现转速、载荷与最大温度近似呈正比例联系。根据对不同材料的力学性能测试数据和最大温度值及其位置的计算数据的浅析比较,得出了材料3即配方2作为制作托轮的最佳材料的选择。关键词：托轮论文ANSYS论文塑性变形能量论文热力学浅析论文
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ABSTRACT5-11
第一章 绪论11-21

1.1 托轮材料的进展历史及近况11-14

1.2 聚酰胺树脂与玻璃纤维14-17

1.2.1 尼龙的进展、结构和性能14-16

1.2.2 玻璃纤维的进展和性能16-17

1.3 玻璃纤维增强尼龙复合材料17-20

1.4 论文的选题目的及作用20-21

第二章 试验探讨21-33

2.1 试验材料和仪器21-23

2.

1.1 主要试验材料21

2.

1.2 主要试验仪器设备21-23

2.2 试样制备23-25

2.1 压缩试样制备23-24

2.2 试样数据测量24-25

2.3 复合材料力学性能测试25-32

2.3.1 拉伸性能测试25-27

2.3.2 压缩性能测试27-32

2.4 本章小结32-33

第三章 ANSYS模拟托轮结构受力浅析33-55

3.1 ANSYS介绍33-34

3.2 弹塑性浅析34-35

3.3 有限元计算35-49

3.1 有限元模型的基本假定36

3.2 有限元模型建立与浅析36-49

3.4 有限元数据浅析汇总49-54

3.5 本章总结54-55

第四章 托轮内部的热力学浅析及温度场分布55-69

4.1 数学物理方程介绍55-56

4.2 托轮内部温度场分布模型简化56-57

4.3 温度场分布的求解57-67

4.

3.1 热源的线性分布57-59

4.

3.2 热传导方程的求解59-65

4.

3.3 热交换平衡时的最大温度值65-67

4.4 本章小结67-69
第五章 托轮内部最大温度的计算及材料选择69-87

5.1 托轮内部最大温度的计算69-74

5.

1.1 参数计算69-72

5.

1.2 最大温度值的计算72-74

5.2 转速对最大温度的影响74-78

5.3 载荷对最大温度的影响78-82

5.4 试样材料性能比较与材料选择82-86

5.

4.1 材料性能和转速对托轮寿命的影响82-86

5.

4.2 材料选择86

5.5 本章总结86-87
第六章 总结87-89
参考文献89-91
致谢91-93
攻读硕士学位期间发表的学术论文93-95
作者和导师介绍95