考虑轧辊和轧件弹性变形时冷轧薄板接触弧长的确定及轧制压力计算

本文在计算冷轧薄板接触弧长度和轧制压力时,不仅考虑轧辊弹性变形,而且也考虑轧件弹性变形。把变形区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区。应用弹性力学基本方程、塑性条件和平板压缩理论导出了入口弹性区和出口弹性区单位宽度轧制力公式及塑性区平均单位压力公式。应用弹性接触理论和变形区的几何关系导出了计算冷轧薄板接触弧长度公式。最后给出了考虑轧辊和轧件弹性变形时计算冷轧薄板的总的轧制力公式。本文公式比目前广泛采用的Bland—Ford公式和M.D Stone公式简便,不用迭代和查表能直接计算出接触弧长度和轧制压力,因此计算精度较高。不仅适用于一般工程计算,而且也能为在线控制的电子计算机提供较为精确的轧制力数学模型。     

热带钢连轧机精轧轧辊磨损计算理论

对四辊热连轧机精轧轧辊磨损进行了研究 ,除考虑了轧件的轧制长度外 ,还考虑了轧制压力和辊间压力的横向不均匀分布 ,轧件在辊缝中的纵向和横向滑动 ,轧件偏离轧制中心线的影响以及 CVC辊型对磨损的影响 ,以实测数据为基础 ,建立了支承辊和工作辊磨损分布的理论计算模型 ,计算结果与实测结果吻合很好 ,对各种轧机轧辊磨损的研究有一定的参考价值。     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

四辊轧机不对称刚度条件下轧辊弹性变形的研究

针对国内某热连轧厂精轧机组某机架轧机两侧刚度不对称的实际情况,为了研究四辊轧机驱动侧和操作侧刚度不对称条件下轧辊弹性变形的规律,采用影响函数法开发了基于双悬臂梁模型的轧辊弹性变形模拟计算模块,对刚度不对称时的四辊轧机进行了受力分析,对轧辊和轧件进行了离散化,给出了关键的影响函数.使用该计算模块并结合现场实际数据计算了不同刚度差条件下工作辊的弹性挠曲、工作辊与轧件之间的压扁、工作辊与支撑辊之间的弹性压扁、轧制力的横向分布和辊间压力的横向分布规律,研究了不同刚度差条件下轧件出口断面形状的变化规律.     

UCM轧机板形调控机构对轧制压力分布影响

以某1420mm带钢冷连轧机为原型,采用三维弹塑性有限元法对UCM轧机冷轧过程进行了模拟,分析了不同板形调控机构对轧制压力分布的影响.结果表明:在工作辊弯辊作用下,轧制压力在带钢边部的峰值消失且在中部逐渐增加,使马鞍型三维分布变为凸型分布;中间辊弯辊对轧制压力的影响相对较小,基本没有改变其分布形式;中间辊横移消除了轧制压力在带钢边部骤增的趋势,使其在接触变形区的分布更平缓.三者对轧制压力的影响程度:工作辊弯辊>中间辊横移>中间辊弯辊,这与其调控功效对比结果一致,表明板形调控机构通过影响轧制压力分布来改变带钢板形的工作机理.     

三維解析法求解辊縫中金属横向流动问题

本文论述了研究辊缝中金属横向流动问题的意义,并对国内外研究现状及其存在问题进行了分析。根据塑性流动理论及轧制基本数学模型对变形区内应力、应变关系进行了三维解析分析,给出有限差分数值计算框图。按此框图在TQ—16计算机上得出的带材宽展量的计算值同实测值符合,单位宽度上轧制压力和出口横向张力分布的计算值也同现有实测资料基本一致,为板形控制的分析提供了理论基础。     

冷轧带钢接触变形区长度的计算

确定冷轧带钢轧制力时,必须考虑在变形区中因轧辊弹性压扁而使变形区长度增大这一因素。尤其是,当变形抗力超出50公斤/毫米~2时,在接触变形区中轧辊辊面产生的弹性压扁是不容忽视的,有时它能使接触变形区长度与不考虑压扁时的相比增长一倍以上。往往由于不能准确的决定出接触变形区长度,而得不到比较可靠的轧制力能参数,从而影响正确的进行设备设计和工艺制度的制定。早在三十年代,J.Hichcock[1]就提出了计算考虑轧辊弹性压扁时接触变形区长度和     

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.     

冷轧薄带钢工作辊边部接触研究

为研究工作辊接触对冷轧带钢生产的影响,用影响函数法建立模型,并用现场生产数据模拟计算了四辊轧机的辊系变形.通过计算得到的接触压力、带钢厚度、张应力等分布数据分析了冷轧薄带时发生工作辊接触现象对轧制压力、出口厚度、出口张应力以及板形等的影响.结果表明,工作辊接触使带钢边部轧制压力降低,工作辊与支撑辊间接触压力增大.工作辊接触使带钢凸度和横向厚差减小,对降低边部减薄有利;使出口张应力分布更加均匀,减小了边浪,提高了带钢的平直度.     

异步冷轧轧制压力的近似解

本文运用平面应变剪切压缩模型导出了异步冷轧轧制力的近似上界解和全面考虑轧辊与轧件弹性变形的计算机辅助下界解,阐明了异步轧制降低冷轧压力的机理并给出了可供工程分析、计算之用的理论公式。本解的分析表明,异步冷轧的降力作用随两工作辊的差速比 i,摩擦系数μ及辊径与轧件厚度之比 R/h_0 值的增加而愈趋显著。比较理论计算结果与作者的实验数据,证明二者符合情况良好。本文还藉助计算机对“搓轧”区内的单位压力分布特征进行了分析,讨论了前人理论中的问题,并证明了本文所用下界解压力模型的正确性。     

冷轧带材力参数综合实验研究

在300四辊可逆式冷轧机上进行了冷轧铝带力参数综合测试,沿轧辊轴向布置九个传感器,用计算机采样,测定了单位轧制压力,两向单位摩擦力在变形区内的分布,同时还通过板形仪测定了前后张力的横向分布,并考察了弯辊力变化对它们的影响.为建立冷轧带材的三维理论模型提供了客观依据.     

平辊薄件轧制的刚塑性有限元计算

本文用钢塑性有限元方法,对平辊同步和异步薄件轧制进行了计算,求出力能参数、速度场和应力应变场,并对二者加以比较。之后,又对异步轧制的特征进行了分析。     

冷连轧第5机架轧制力模型

在冷连轧轧制过程中,综合考虑轧件、轧辊的弹性变形和轧件的塑性变形,将轧件的受力变形区分为:入口弹性变形区、塑性变形区和出口弹性变形区·采用数值积分法,迭代计算入口弹性变形区和塑性变形区的轧制力,用出口区单位压力分布曲线围成的面积和轧件宽度的乘积近似计算出口弹性变形区的轧制力,两者求和即得到第5机架轧制力计算模型·用现场记录的不同钢种和规格的多组数据进行仿真计算,结果表明,该模型满足冷连轧生产轧制力预计算所需的精度要求·     

用边界元法分析轧制压力和摩擦力

本文给出了一种新的求解轧制力和摩擦力分布的方法,利用测量手段对轧制过程中的轧辊进行测量,然后再利用边界无法对轧辊进行分析,从而求解出轧制过程中轧制力和摩擦力。这种方法避开了为求解轧制力对轧制进行弹塑性分析,也解决了用测力销测量带来的困难,使轧制问题的分析求解得到了简化并提高了求解精度。     

HC轧机辊间接触压力分布及辊系变形计算(HC轧机板形控制机能的研究之一)

本文采用整体模型与分割模型相结合的方法计算HC轧机的辊系变形。采用整体模型并利用功的互等定理和积分方法计算弯曲和剪切变形;采用分割模型的影响函数法导出辊系接触变形计算的统一表达式;考虑轧件弹性变形对出口板厚分布的影响;利用迭代法计算辊间接触压力分布和出口板厚分布。为进一步研究HC轧机提供了理论基础。     

环形楔刀法切轧时轧制力计算的探讨

对环形楔刀法切轧时的轧制力计算进行探讨。根据力学和运动学理论，在分析轧件运动与受力的基础上，用近似法确定了轧件与轧辊在高度方向上的相对位置及一系列与轧制力计算有关的参数，并采用分区计算的思想，计算出各区的平均单位压力和接触面积，最终计算出总轧制力。     

四辊轧钢机工作辊轴承轴向力的建模和求解

工作辊轴向力过载是导致轴承烧损的主要原因.本文以四辊轧钢机工作辊为研究对象,建立轧制的弹性压扁函数,根据小变形条件下力的独立作用原理,采用叠加法计算其应力应变,结合板形方程和轧制凸度控制原理,逆向求解轧辊间的交叉角,解得工作辊轴向力.     

考虑辊系倾角的轴移式轧机辊系弹性变形计算

采用分段离散法 ,求解轴移式轧机辊系弹性变形 ,其方法主要特点是计算过程中考虑了轴移式轧机由于工作辊的窜动而引起的辊系倾角对辊系变形挠度的影响 ,为藕合计算板凸度时提供更为合理的辊系弹性变形模型。     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型. 经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.