热带轧机轧辊表面氧化膜疲劳脱落的有限元分析

根据热带轧机工作辊与支撑辊之间的接触应力、带钢与工作辊之间的应力,以及轧制过程中的轧辊热应力解析结果,利用大型有限元分析工具ANSYS分析了热轧带钢轧辊的表面氧化膜疲劳脱落问题·结果表明,随着加载次数的增加,氧化膜在原有微裂纹处沿X方向的疲劳应力增加,这将导致在原有微裂纹处沿Y方向产生疲劳裂纹·在氧化膜与轧辊基体的结合面上,由于剪切应力的增加将发生沿轧辊氧化膜与轧辊基体结合部位X方向疲劳裂纹·由于X方向疲劳裂纹和Y方向疲劳裂纹的不断扩展,使得裂纹相遇而导致了轧辊表面氧化膜的脱落·     

铸轧辊套温度场的近似解析方法研究

双辊连续铸轧中的铸造与热轧过程均由铸轧辊套直接完成;辊套的热疲劳寿命、辊套材质的力学行为均与辊套温度场密切相关。基于对铸轧辊套热传递特征的分析,得出了铸轧辊套温度场数学模型;根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,实现了铸轧辊套温度场的近似解析求解.实例计算表明,所得结果与实测结果相吻合,使用方便.图2,表2,参8.     

液芯大压下轧机轧辊的热力耦合分析及疲劳寿命计算

液芯大压下轧机的技术难点是保证轧辊在恶劣工况下的正常工作寿命,它是连续生产的保障。本文采用有限元法中热力耦合的分析方法模拟堆焊型和辊套型两种轧辊的轧制过程,轧辊材料为综合力学性能较好的H13(4Cr5MoV1Si),计算其温度场、应力场和应变场。采用高温应变疲劳寿命法计算辊面产生疲劳裂纹寿命,应用断裂力学理论计算其裂纹扩展的寿命。经计算,辊套型轧辊热应力低于堆焊型轧辊,并且拥有更长的工作寿命。     

高速钢工作辊温度分布和考虑平均应力的热疲劳寿命研究

高速钢工作辊在热轧过程中需承受严苛的循环热载荷,导致热疲劳成为工作辊失效的一个重要原因,而相关研究大多忽略了轧辊热轧过程中平均应力的影响。为此,文章建立真实工况下的工作辊热轧过程模型,应用Manson-Coffin公式仿真分析考虑平均应力影响的工作辊热疲劳寿命。分析结果表明：工作辊咬合区表面存在巨大的温度梯度和热应力梯度,循环的热应力应变导致工作辊热疲劳失效;不考虑平均应力工作辊热疲劳寿命为387 614转,而考虑平均应力后工作辊热疲劳寿命为464 727转,比不考虑平均应力的寿命提升19.9%;考虑平均应力的影响使得Manson-Coffin公式在工作辊热轧过程中的热疲劳计算更符合实际。     

铸轧温度和辊套厚度对辊套应力场的影响

针对铸轧辊套在复杂工况下承受较大的耦合应力时容易产生疲劳磨损和表面开裂问题,应用AN-SYS软件建立了铸轧辊辊套二维模型,得到了辊套的温度分布规律;通过间接法将热分析结果导入结构模型中,得到了辊套在热应力、过盈装配应力和铸轧力共同作用下的应力分布规律,以及不同的铸轧温度和辊套厚度对辊套应力值大小的影响。结果表明:辊套厚度大于25mm和温度为500℃的工况对延长辊套寿命有利。     

轧辊弹性变形对中厚板辊缝设定的影响

根据中厚板轧制过程的受力模型 ,将辊缝变化转化为辊系的弹性变形 ,利用影响函数法 ,计算出轧件宽度、工作辊半径、支承辊半径、工作辊凸度、支承辊凸度及轧制力等因素对辊缝设定的影响·仿真结果表明 :①随着支承辊半径的增大 ,轧辊变形量呈线性减少 ;②随着工作辊半径增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;③随着支承辊凸度的增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;④工作辊凸度与轧辊变形量之间呈线性关系 ,轧件宽度的变化直接影响该线性关系的走向 ;⑤随着轧制力增加 ,轧辊变形量线性增加·只要轧制力相等 ,轧辊变形基本不变     

板形调控工艺对轧辊间接触及磨损的影响

六辊UCM冷轧机目前采用工作辊窜辊、中间辊窜辊和弯辊等板形调控工艺以改善板形质量,但上述工艺对轧辊间接触应力和轧辊的磨损亦有一定的影响,进而会影响轧机的板形调控能力。利用ABAQUS有限元软件建立了某厂采用的六辊UCM冷轧机1/2辊系有限元模型,对不同板形调控工艺参数情形下的辊间接触应力进行了分析,结合轧辊磨损深度计算模型,分析并揭示了板形调控工艺对轧辊磨损的影响规律。结果表明:工作辊和中间辊窜辊不仅会增加与其直接接触的轧辊表面接触应力分布不均匀性,亦会引起轧辊反窜辊方向一侧表面磨损随窜辊量增加而急剧增加;而中间辊弯辊工艺能一定程度上提高辊间接触应力和磨损轧辊轴线方向分布的均匀性。     

高铬铸钢轧辊应用分析

热连轧四辊粗轧机架,因为有支承辊,轧辊受力条件优于二辊粗轧,主要是为精轧机架提供尺寸公差良好的中间坯,对半连轧机的可逆机架,有时要生产部分中板产品,作为中板的成品机架,必须保证板面质量。因此工作辊的选用应考虑热裂、磨损、压痕和打滑。随着轧辊制造工艺的改造,新型轧辊不断被应用在轧钢生产实践中,在国内外同类型粗轧机上,已经开始应用高铬钢轧辊和半高速钢轧辊,取得了良好的效果。高铬钢轧辊具有优良的抗热裂性能和高耐磨性能。在热连轧粗轧使用时,比较成功的解决了易出现的热疲劳裂纹严重、压痕、磨损严重、掉块等问题。因此在…     

20辊森吉米尔轧机轧制过程中的辊系受力分析

基于20辊森吉米尔轧机辊系结构,建立了辊系工作辊、第一中间辊、第二中间驱动辊和第二中间从动辊的力学模型.依据某硅钢厂ZR-22BS-42型森吉米尔轧机轧辊参数和轧制计划,利用C++编程,计算了轧制过程中辊系各轧辊间接触力及各轧辊所受合力.结果表明:工作辊S与第一中间辊O接触力最大,最大值发生在轧制第2道次;第二中间驱动辊Ⅰ与支撑辊B接触力最小,最小值发生在轧制第1道次;轧制第1道次的辊系支撑辊B和C所受合力较小,相对于静压时辊系支撑辊受力降低70％以上.     

基于温度场近似分析解的铸轧辊套热应力解析模型

双辊连续铸轧是一种高效制备金属薄带坯的先进技术.在双辊连续铸轧过程中,铸轧辊套起结晶器与热轧辊双重作用,直接完成结晶凝固与热轧变形过程,其使用性能与其热应力场密切相关.根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,得到了铸轧辊套温度场的近似分析解;对铸轧辊套的热应力场进行了数学描述,并应用Airy应力函数法,获得了铸轧辊套热应力解析模型.图1,参12.     

利用微型计算机系统自动测量轧辊辊型

介绍了一个新型轧辊辊型测量系统,用它可以在轧辊磨床上在线测量轧辊的辊型,与传统的马鞍仪、千分尺相比具有如下优点:(1)操作简便。(2)测量速度快,如果用干分尺沿辊身长度测定85个点需要40min,而用这套测量系统仅需2min.(3)测量精度高,如果用千分尺测量辊型最高精度为±0.02mm,而用这套测量系统精度可达±2μm。更为突出的是,该系统可以连续地测得并打印辊型数据,同时绘出很直观的轧辊辊型曲线。     

CVC轧辊辊形参数的确定

对CVC轧辊的辊形曲线进行数学解析,研究轧辊的轴向移动量与轧辊有效凸度的关系,推导辊形参数的理论计算公式,得到从工艺角度出发计算辊形系数A1的公式,并对某CSP厂CVC轧辊技术参数进行计算,提出其辊形参数的修正建议。     

四辊轧机轧辊弹性变形的研究

介绍了轧辊弹性变形影响函数解析方法的基本理论与公式.采用Fortran语言编写了轧辊弹性变形解析软件.采用编写的解析软件对某1 700 mm热带轧机精轧机组进行模拟计算,计算结果表明:增大弯辊力将降低出口带钢凸度;弯辊力的变化对辊间压力分布、工作辊挠度及辊间压扁的影响较大,而对支撑辊挠度及工作辊与轧件间的压扁影响不大;辊间压力在支撑辊端部位置存在峰值.以上模拟计算结论均符合轧制理论及现场实际.     

基于RSM和FEM的辊锻件长度控制技术

以某钩尾框精密辊锻工艺为研究对象,首次应用响应面法(RSM)和有限元数值模拟法(FEM)对精密辊锻件的长度控制问题进行了研究.首先以满足辊锻件长度和降低轧辊最大扭矩为目标,采用FORGE3有限元软件建立了RSM与FEM相结合的二阶分析模型,研究了轧辊间隙、摩擦因子、轧辊转速和坯料温度对辊锻件的长度和轧辊最大扭矩的显著性和影响规律;其次采用优化后的工艺参数对该辊锻工艺进行了再模拟,提出了辊锻件长度的调试原则,利用该原则和点的反追踪技术对辊锻模具进行了再设计,同时分析了设计、模拟和生产辊锻件的长度和辊锻过程的功率耗散和分布.研究结果表明:应用RSM和FEM可准确有效地掌握精密辊锻件的长度控制技术.     

新型铝合金超常铸轧辊套材料的切削加工性能实验研究

满足铝合金超常铸轧工艺所需综合技术性能要求的辊套材料,是采用双辊连续铸轧方法实现铝合金超常铸轧的重要技术保障.辊套材料良好的切削加工性能是获得高性能铸轧辊的基础.对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了综合分析;从切削力和已加工表面粗糙度两方面,对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了实验研究.结果表明,新型铝合金超常铸轧辊套材料具有优良的切削加工性能;在相同的加工条件下,切削新型辊套材料时的切削力明显小于切削现有典型合金钢辊套材料,磨削新型辊套材料时的表面粗糙度值与磨削合金钢辊套材料无明显差别.图4,表4,参12.     

轧辊直径对热轧带钢凸度的影响规律

采用影响函数法开发了热轧带钢凸度影响率计算软件,研究了轧辊直径对热轧带钢凸度的影响规律,得出了四辊轧机工作辊和支撑辊直径影响率基本值的5次多项式拟合系数及工作辊直径和支撑辊直径对轧辊直径影响率的修正指数,建立了高精度轧辊直径影响率计算的数学模型,为板形控制模型参数的计算提供了理论依据·     

板形矫正轧辊轧制变形的受力分析与仿真研究

文章对目前锂电池极片轧辊利用小辊颈结构减少和控制轧辊挠度变形的方法提出质疑。在建立轧辊参数模型的基础上,首先通过理论分析的方法求解对小辊颈结构施加矫正拉力前、后轧辊的变形挠度大小;然后利用数值模拟的方法对其进行静态模拟仿真,模拟不同工况下轧辊的变形与应力分布;分析了在施加矫正拉力前、后其轧制区的变形分布与数值大小,得出施加拉力产生的最大矫正变形量所占比例不超过原变形量的0.7%。采用理论分析与数值模拟相结合的方法得到的结果证明,通过增加小辊颈结构改善轧辊变形的方法在实施时既增加材料成本又导致机构繁琐,并且不能有效地减少和控制轧辊的挠度变形,因此,增加小辊颈结构施加拉力是没有必要的。该结论可以为极片轧辊的结构设计提供一定的参考。     

CVC热轧机支承辊接触应力有限元分析

为了研究连续可变凸度(CVC)热轧机支承辊的接触疲劳机理,用有限元法分析了其表面滚滑动接触应力。所建立的有限元模型由刚体板、工作辊和支承辊组成。利用刚体板将工作辊辊面位移载荷施加于两轧辊组成的弹性系统,并通过刚体板平动和组合使用弹簧单元与梁单元实现了辊间的三维滚滑动接触。结果表明,最大压应力轴向分布呈S形,原辊形会引起接触应力集中。用Loren tz曲线代替倒角优化了辊形,使H ertz接触应力降低到0.58~1.36 GPa之间,表面层的稳定循环变形在弹性范围内,从而避免了宏观疲劳失效的过早形成。     

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中,金属液经铸嘴装置连续不断地注入2个相向旋转、内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间,金属液在辊缝中冷却、凝固结晶并经轧制成形.作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温变耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型,对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真,并分析了辊套的厚度、导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响.通过仿真分析发现辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈,辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升,但最高温度并不在出口处,而是在轧制区靠近出口处.辊套离开铸轧区后温度开始下降,进入入口处时温度降至最低;界面导热能力随辊套表面粗糙度减小、辊套材料的导热系数增大、辊套厚度减小而增大.     

铝薄带超常铸轧辊套热应力仿真分析

采用双辊连续铸轧方法,实现铝薄带的超常铸轧,是一种高效、短流程、低能耗的近净和近终形成型技术.在铝薄带超常铸轧过程中,铸轧辊套温度场周期性的变化引起铸轧辊套内热应力场的周期性变化.根据铸轧辊套热应力数学模型,对铝薄带超常铸轧辊套热应力进行了仿真分析.结果表明,辊套外表面不仅热应力大,而且变化幅度大;辊套材料的导热能力、铸轧速度、辊套表面与冷却介质的换热系数对辊套热应力场有显著影响.图3,表1,参12.