1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

开卷机是金属板材校平的专用设备，用于校平线钢板、不平整板，可根据相关配置组成开卷、校平、剪切生产线和其它板材制品生产线。其主要作用为开卷并建立后张力，在机组运行过程中使钢带宽度方向中心对准机组中心线。热轧开卷机主轴承受着轴上零件重量，转矩，弯矩，压力等多种载荷，在使用中发生过早断裂，不仅给企业带来较大直接经济损失，而且影响后续的生产进行。由于开卷机主轴在运行过程中同时承受轴向载荷、径向载荷、冲击载荷和随机载荷等作用，要求主轴表面层要比心部有有更高强度、高疲劳极限，因此开卷机组主轴通常需要进行调质处理。^［9］

调质处理是热处理技术的重要技术之一，它由淬火与回火两个热处理工艺过程构成。但是在淬火处理过程中，材料的转化十分复杂，大量的问题还尚未得到解决。大型工件的淬火，温度场和组织场的分布都会变得极其不均匀，因此会产生较大的瞬时拉应力和残余应力，进而使材料在淬火过程中开裂破坏，或致使材料内部产生缺陷，产生巨大的经济损失。^［1］因此要搞清楚大型铸锻工件在淬火过程中的应力场、温度场和组织场的分布显得很重要。然而，在淬火过程中实时检测大型工件的各物理量却很难，虽然轴表面温度场可以动态测量，但是轴内温度及温度梯度无法测量，组织状态以及应力分布在淬火过程变化现在还没有办法动态测量。数值模拟分析技术就成为分析淬火过程温度及应力变化的有力工具。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

本工作是对这个开卷机主轴的淬火冷却过程进行热分析，用ansys有限元方法对该主轴在热处理时的淬火冷却温度场进行模拟分析，并应用该钢种的c曲线，预测其淬火后的组织和性能。结合实际的金相组织和硬度分布，探讨选用的材料和工艺对该主轴断裂产生的影响，并提出改进意见，供企业参考。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献，完成开题报告。

第4-5周：确定用ansys对开卷机主轴进行结构分析的方案，并熟悉ansys等软件。

第6-8周：对开卷机主轴服役时的静态受力情况进行ansys有限元分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]申学良. 风电机组主轴淬火过程的数值模拟及应用分析研究[d].重庆大学,2016.

[2]王刚. 铸钢件淬火过程温度场数值模拟及组织性能预测[d].华中科技大学,2014.

[3]张铁桥. 基于abaqus的7050铝合金试件淬火温度场及热应力场模拟研究[d].昆明理工大学,2013.