有限元法计算铝带轧机的辊系变形

用ANSYS有限元方法建立了铝带轧机辊系变形数学模型。分别计算了不同轧件宽度时各轧制道次辊缝处轧辊的变形，以及工作辊与支持辊间的压扁和压力的轴向分布。分析了不同轧件宽度时各道次铝带的比例凸度及对板形的影响，与现场板形目测情况吻合。该计算方法可用做厚度大于0.1mm的铝带轧机辊系变形数学模型。     

四辊平整机轧制过程辊系变形有限元分析

针对1800mm四辊平整机板形控制的弯辊力预设定问题,采用非线性弹塑性有限元法,建立四辊平整机轧制过程三维计算模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析,研究了不同轧制工艺下轧辊压扁、辊系弯曲变形及辊缝形状的分布规律,得出了工作辊弯辊力对辊系变形和辊缝变化的影响关系。计算结果可为建立平整机板形控制的弯辊力精确预设定模型提供理论依据。     

四辊板带轧机实际弹跳曲线系数的确定方法

在轧制力作用下轧机的弹性变形由牌坊弹跳和辊系弹跳相互叠加产生。轧机实际弹跳曲线随轧件宽度变化,受轧制力、轧辊压扁的影响变得更加复杂。介绍了一种通过确定宽度补偿系数K_B和轧辊压扁补偿值e,对全辊面零压靠获得的轧机牌坊弹跳曲线进行压扁补偿,获得反映不同宽度规格轧制时轧机实际弹跳方程的方法,并将其简化成C₀~C₇相关系数表述的轧制模型,明显提高了轧件头部厚度控制的水平。     

铝箔轧机辊系变形的有限元计算

用ANSYS有限元方法建立了铝箔轧机辊系变形数学模型 ,分别计算了不同轧件宽度时各轧制道次的辊缝及工作辊与支持辊间的压扁和压力的轴向分布 ,分析了不同轧件宽度时各道次铝箔的比例凸度及对板形的影响 ,与现场板形目测情况吻合。该计算方法可用做厚度大于 0 .1mm的铝箔轧机辊系变形数学模型。     

四辊板带轧机全宽度辊缝横向刚度分析

承载辊缝的横向刚度表示承载辊缝凸度抵抗轧制力波动而保持不变的能力。为分析板带轧机整个辊缝宽度的板形控制特性,提出了轧机全辊缝横向刚度的概念。以实验室四辊板带轧机为研究对象,利用三维弹塑性有限元模型,建立了耦合支撑辊轴承箱、轴承、轧辊和轧件的有限元分析模型,分析了轧件宽度、压下率、变形抗力和张力对辊缝内各点横向刚度的影响。研究结果表明,辊缝内各点横向刚度随着轧件宽度和张力的增加而增大,随着压下率和变形抗力增加而减小。     

四辊轧机弹性变形解析模型的研究

在四辊轧机的轧制过程中,辊系的弹性变形、轧制压力分布等都很复杂,现有的辊缝形状解析模型一般都计算繁琐,不能直接应用于板凸度的在线控制。针对轧制过程中轧辊的弹性变形和轧辊与轧件间的相互作用,通过对四辊轧机辊系变形和具体的受力状况分析,从理论上详细推导了直观的辊缝形状函数,明确了其与相关因素的对应关系。同时,为了验证模型的准确性,采用该模型对某“1 4”铝热连轧机的精轧末机架的出口板凸度进行了理论计算,并与在线所测得数据进行比较,其计算结果表明计算精度高,误差在15%以内。因此,该模型具有重要的理论意义和实用价值,为板形的预报和控制提供基础。     

四辊轧机轧辊弹性变形解析模块的开发

采用影响函数方法开发了四辊轧机轧辊弹性变形解析模块，完善了辊间压扁和工作辊压扁影响函数计算模型，克服了轧辊压扁影响函数计算过程浮点数被零除的缺陷，提出了平滑指数和收敛指标取值的处理方法，有效地解决了四辊轧机辊系弹性变形计算精度及收敛问题。该模块适应于普通四辊轧机、PC轧机和CVC轧机轧辊弹性变形计算，为热轧带钢板形控制提供了解析工具。     

三辊行星轧机辊型设计方法

本文给出一种根据预定轧件变形区形状及均整区长度来确定三辊行星轧辊辊型曲线的方法。为了改善轧制质量、消除轧件螺旋纹缺陷,减小轧件出口处的变形阻力以利轧制顺利进行,本文推荐轧件变形区采用幂函数曲线。本文还给出了轧辊与轧件接触的速度分折方法,以此为基础可导出最佳辊型的优化设计方法以及轧机的合理运动参数的确定方法。三辊行星轧机的结构十分紧凑,因而三个轧辊干涉与否是辊型设计中一个必须解决的问题。本文在彻底弄清轧辊之间以及轧辊与轧件之间的几何关系的基础上,提出了一种精确的切片干涉检查方法。上述三部分内容均已编写成可供实际使用的电算程序,程序可在Apple-Ⅱ或IBM机上使用。     

四工作辊轧机轧制304不锈钢板件截面塑性变形分析

针对四工作辊轧机轧制304不锈钢板件存在变形量大、尺寸不稳定的问题,利用Solidworks软件建立四工作辊轧制系统有限元模型,采用Deform软件对304不锈钢板件在不同轧辊直径、轧辊转速和轧辊压下量下进行轧制仿真,分析其对轧件截面高度和等效应力分布的影响,根据轧制仿真分析结果设计制造了四工作辊轧机,并对不同压下量下仿真和生产的轧件截面高度进行对比分析。结果表明,轧件截面塑性变形可分为相互作用I区、过渡II区和变形III区,等效应力、等效应变和截面高度在I区最大,在III区最小且变化平稳,II区值位于两者之间并呈U型分布。     

四辊CVC轧机轧辊弹性变形分析

为进一步分析轧辊弹性变形对板形的影响,介绍了轧辊弹性变形影响函数解析方法,采用C语言编写了轧辊弹性变形解析软件,对四辊CVC冷轧机轧辊的弹性变形进行了模拟计算,结果表明,工作辊与支撑辊的挠曲均呈不对称的“V”形分布,辊间压扁量与辊间压力均呈“S”形分布.整个调控范围内支撑辊挠曲和工作辊与轧件间的压扁量变化较小,工作辊挠...     

四辊轧机辊系刚柔耦合动力学建模研究

板带轧机的工作稳定性取决于系统的动力学特性,其中轧辊沿轴线方向的弯曲变形运动是影响板带厚度和表面质量的主要因素。几种运动形式相互影响、耦合作用,令轧机辊系成为一个复杂多变量动态系统。为综合考虑轧制过程中轧辊不同振动形式之间的耦合效应,同时考虑工作辊动特性与轧制外载荷动态增量之间的相互作用关系,本文分别建立了辊系刚柔耦合动力学模型、轧机系统刚性振动耦合动力学模型和轧制变形区耦合动力学模型。通过建立的四辊轧机刚柔耦合动力学模型体系,对轧制过程进行动态控制,仿真分析了轧制过程中轧机辊系和变形区内轧件的动力学特性。     

CVC 四辊轧机有载辊缝解析模型

运用梁的弯曲变形理论,基于工作辊和支撑辊之间的变形协调关系,直接导出了辊间压力分布及辊间弹性压扁系数的解析表达式,从而较精确地求出轧辊的弹性变形,并由此得到较精确的辊缝解析解。     

入口侧辊板非对称接触轧制时的变形效应

针对中厚板轧制时前端部板形翘曲这一生产中常见的技术问题，在轧机上通过静态压缩，轧制试验，观察，分析了入口侧辊板非对称接触对轧制过程的影响，探讨了轧制时变形区几何形状系数l/h对轧件前端部翘曲的影响规律，指出入口侧辊板非对称接触轧制时，金属沿高向变形与流动，应力分布呈非对称状态，使金属沿高向上的纵向流动不均匀，这是导致轧件出辊缝后前端部翘曲的主要因素之一。     

冷轧带钢平整机高精度高速度轧制力模型开发

与普通冷轧相比,平整轧制压下量很小,轧件的弹性变形和工作辊的弹性压扁对轧制压力分布有较大影响,通常的圆弧形轧辊轮廓假设不再合理。文章推导了分段二次曲线分布压力作用下轧辊弹性压扁量的计算模型,考虑轧制速度对变形抗力的影响,采用卡尔曼理论计算轧件的弹塑性变形,研究开发了冷轧带钢平整机轧制压力模型。轧制力计算值与实测值吻合精度高,计算速度快,表明,本模型可以用作平整轧机的轧制力设定模型。     

四辊轧机轧辊弹性变形的矩阵计算法

本文根据弹性力学结论,导出了轧辊之间接触压扁的影响函数,建立了辊间接触压扁的力一变形关系。在此基础上,给出了全部利用影响函数计算轧辊弹性变形的矩阵方法。这种方法利用七个用矩阵和向量表示的基本方程在数字计算机上用迭代算法实现。由于这种方法采用较少的假定,并具有灵活、适应性强等优点,所以可以应用到各种复杂情况的计算,并给出更符合实际的解。轧制实验的轧后断面实测值表明,导入辊间压扁影响函数和使用矩阵计算方法,将提高辊间接触压力和接触压扁量的计算精度,从而提高了轧后断面的计算精度,特别是对于使用双阶梯(或双锥度)支承辊的四辊轧机及六辊HC轧机,更是如此。     

十八辊轧机板形调控性能仿真分析

为掌握十八辊轧机板形调控性能，运用非线性有限元软件MARC建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性耦合有限元仿真模型。分析了施加-335～490 kN的中间辊弯辊力及中间辊横移量为-125～125 mm时，屈服强度为980 MPa带钢的二次凸度和四次凸度以及工作辊有载辊缝、弹性弯曲、弹性压扁变形的变化情况。结果表明，中间辊弯辊力对承载辊缝的调节能力明显大于中间辊横移量。中间辊弯辊力的二次凸度调节量约为238μm,四次凸度调节量约为78μm。中间辊横移量的二次凸度调节量约为6μm,四次凸度调节量约为2.7μm。中间弯辊力对工作辊边部弹性弯曲与弹性压扁的调控效果明显大于对工作辊中部的调控效果。中间辊横移量对工作辊弹性弯曲与弹性压扁调节能力明显小于中间辊弯辊力，说明了中间辊横移量对承载辊缝和板凸度调节能力小于中间辊弯辊力。     

实用轧辊弹性变形模型的建立和应用

以轧辊弹性变形理论为基础，综合考虑了轧辊间弹性压扁，轧辊的弯曲挠度，轧件和工作辊间的弹性压扁，利用变形协调方程，建立了轧辊弹性变形模型，并在承钢热带厂予以应用，应用表明，模型计算精度较高，与实验结果的误差小于１５％。     

三辊行星轧机辊型的理论分析

本文通过对轧辊辊面上点的运动速度的分析,导出了三辊行星轧机的正常轧制条件及轧件不转条件,探讨了一种能保证轧件在变形区内不旋转的轧辊辊型的设计方法。     

六辊冷轧机辊系弹性变形快速算法

为了快速计算六辊冷轧机辊系的弹性变形,提出了一种新的辊系弹性变形算法。该算法直接采用数值法计算轧辊挠曲,避免了复杂的公式推导,简化了计算过程;在辊系协调变形的迭代计算过程中,内层迭代首次引入辊间中心点处压扁和辊间压扁区倾斜两个迭代调节量,建立了与辊间接触合力和接触区的总力矩的联系,外层迭代通过不断修正辊间相对压扁量增量循环迭代辊间接触力与轧辊挠曲,实现了整个辊系变形的快速协调。通过与国外计算结果比较和算例的验证,证明其有好的计算精度、收敛性和快速性,能离线指导新轧机工艺方案设计,具备板形在线设定计算应用的可能。     

350mm冷轧机刚度测定研究

1.轧机刚度的概念轧机刚度是轧机最主要的性能参数之一,它与轧制的钢板质量有密切的关系,在轧机的调整操作、辊缝设定、厚度控制及新轧机的设计中都要用到轧机刚度的概念。为了摸清某厂φ170/φ100×350mm三机架冷连轧机的机械特性,提高连轧辊缝的调整精度及产品质量(厚差及板形的控制水平),以及进一步完善轧制工艺制度和挖掘设备潜力,进行了测定研究。在轧钢时,轧制力通过轧辊、轴承、压下螺丝等传至机架,轧机上这些受力部件在轧制力的作用下产生了弹性变形。因此,轧机受力时轧辊之间的实际间隙比空载时大,轧机的辊缝增大量称为弹跳值。反映弹跳值随轧制力变化的曲线称为轧辊的弹性曲线,它并不是一条直线,在小压力范围内,为一弯曲段,然后近似成为一直线。这个非线性区并不稳定,每次换辊都会