板带轧制过程多参数耦合模拟系统的开发

考虑轧件和辊系间的接触力与变形协调关系，采用一种选代的方案，开发了一个分析三维板带轧制过程的计算机模型。它耦合了计算轧件变形的三维刚塑性有限元法，计算辊系变形的影响函数法和弹性有限元法。该系统可用来精确预报轧制压力横向分布，前后张力横向分布，金属横向流动，以及轧后板带的横向板厚分布，包括板凸度和边部减薄等，并且具有较高的计算效率。     

用刚塑性有限元法求解二辊轧管时轧制压力

根据二辊斜轧穿孔变形的特点,对变形区进行了适当的简化,并建立了几何模型,在应用刚塑性有限元法对其稳态轧制变形区的力学特性进行分析基础上,建立了斜轧穿孔过程的泛函、初始速度场,处理了边界条件,求解了轧制压力,并且得到了较高的精度。     

四辊组合孔型（圆—方）轧制金属流动规律的刚塑性准平面应变有限元数值...

建立和推导了刚塑性准平面应变有限元能量泛函式，编制了相应计算程序，模拟了四辊组合孔型（圆－方）轧制时的金属流动，得到了变形区内不同横断面内的网格变化规律和金属流动规律。应用表明，刚塑性准平面应变有限元法是一种较好的适用于微机的三维变形模拟方法。     

宽带钢轧机辊间压力分布和轧制压力耦合求解

带钢板形控制系统涉及轧制力和弯辊力影响系数,精确计算四辊轧机辊系轧制力和弯辊力影响系数的前提是获取轧制压力的分布函数和辊间压力的分布函数.研究了辊间压力与轧制压力的内在联系,采用力学原理建立了二阶辊间变形协调方程,结合三角序列级数实现了根据轧制压力分布函数对辊间压力分布函数进行耦合求解.其计算结果与生产实际参数的有限元模拟结果相比,具有很好的计算精度.     

四辊轧机轧制压力横向分布的计算

采用有限元方法确定四辊轧机轧制压力沿横向分布问题时，由于在工作辊及支撑辊之间存在着未知接触压力和位移，因而该问题无法用简单方法求解。根据辊系变形与受力的特殊性对方程进行变换并由实测钢板的截面形状以及轧制压力、弯辊力参数可解出辊系各点的位移；由力—位移的关系可以计算出给定工况下轧制压力的分布。计算结果与国内外研究结果相吻合。该计算方法可用于完善及优化辊系变形数学模型。     

"狗骨"材平轧的三维刚塑性有限元分析

用全三维刚塑性有限元法分析了２Ｓ－Ａｌ板坯立轧和随后平轧的稳定轧制过程。侧重分析了仅消除“狗骨”形状的随后平轧过程,并对不同立辊孔型侧壁斜度条件产轧轧制力、轧制力矩以及平轧后的断面形状进行了比较,所得计算结果与献〖１〗的实验结果吻合较好。     

板坯调宽变形规律的有限元解析

用三维钢塑性有限元法对２Ｓ－Ａｌ在不同温度分布的两种情况平辊ＨＶ调宽稳定变形过程进行了解析和比较，探讨了温度对其变形规律影响。计算结果和文献的实验值吻合较好，尤其是立轧时的轧件形状与文献计算值相比，较明显地提高了计算精度。     

异步轧制的过程的有限元模拟

应用弹塑性有限元商用软件Marc对二辊异步轧制过程进行了分析计算。给出了变形过程中的力学参数如应力，应变等变化状态，是确了异步轧帛的变形和受力状态，为轧制过程机械性能参数的合理化设置提供了依据。     

四辊轧机机架强度分析

利用有限元法计算了四辊中板轧机机架的变形和刚度．得知机架强度偏低，建议将轧制力控制在24525kN以内进行轧制。     

纯铜棒材三辊螺旋轧制过程数值模拟

三辊螺旋轧机适合于多品种、小批量、难变形材料的小尺寸管棒材开坯。通过对三辊螺旋轧制辊形设计和轧制过程进行研究,根据轧辊辊形计算方程,获得三辊螺旋轧机轧辊各段辊形参数。采用Simufact.Forming软件模拟了纯铜棒材三辊螺旋轧制过程。结果显示,纯铜棒材在三辊螺旋轧制过程中的变形规律为圆形—三角形—圆形的连续过程,轧件在变形段温度可达360℃左右,在轧辊与轧件接触区域内的最大应力为590MPa,最大等效塑性应变为3.8。轧辊在Z轴方向上所受最大载荷为43k N,而在X、Y轴方向上的最大载荷为350k N。Z方向的轴向力有助于铜棒的轴向咬入和抛出,X、Y方向的径向力主要起到减径和定径的作用。     

方坯和圆坯在菱方孔中的变形分析

 为满足钢坯连轧机在生产圆坯和方坯的需要,同时提高椭圆和圆孔型的利用率,提出“椭圆 圆 菱 方”孔型系统生产方坯的方法。通过有限元模拟分析和工业试验相结合研究了圆坯和方坯在菱方孔型中的变形规律,对比了方坯进菱孔和圆坯进菱孔轧制时的变形特点。发现圆进菱轧制时轧件的变形更加均匀,轧件的头尾尺寸超差小,菱孔的磨损更加均匀。为合理利用中间圆孔型轧制方坯工艺规程的制定提供了依据。     

A Model for Prediction of Roll Force and Torque in Edge Rolling

Although edge rolling has been important since the early days of rolling, not until lately, methods for calculation of roll force and torque in edge rolling have been developed. Based on a simple upper bound solution, including plastic flow perpendicular to the rolling direction, a model was derived and arranged to be possible to implement into commercial roll pass design and set up software. Verifications were made in a laboratory rolling mill. Heavy strain hardened copper, and precipitation hardened aluminium were rolled. The calculated forces were in good agreement with the measurements. The developed model has been examined from well documented industrial rolling trials. The relation between the predicted and measured forces, are within 10 % and only in one case of twenty the predicted force deviate more than 15 % from the measured value. No trend indicating different precision as a function of the geometrical conditions has been seen. The experimental scatter is caused by the experimental situation rather than error in the model, which still can be assumed to be in the order of the numerical approximations. The mathematical form of the model is sound, and better predictions of the roll force can be done with the new model compared to older models. By implementation of the new model into any commercial software for rolling analysis, all kinds of roll pass sequences for wire rod and bar rolling can be studied.     

高速线材无孔型轧制技术的研究与应用

介绍了酒钢炼轧厂高线工序粗轧轧机开发无孔型轧制技术的实践。根据高线工艺特点,对轧辊辊型、无孔型专用导卫、轧制工艺参数进行了优化设计。投入使用后,轧辊寿命提高2.5倍以上,轧机负荷下降7.5%,节能效果明显,产品质量进一步得到提高。实践结果表明,无孔型轧制在节能、降耗、提高生产率等方面具有显著效果。     

超高强钢冷轧过程轧制力计算的改进模型

 为了解决采用圆弧模型计算超高强钢冷轧过程轧制变形区轧辊压扁曲线误差较大的问题,充分考虑到超高强钢的轧制特点,通过分析不同压扁半径下轧辊压扁曲线的变化规律,构造出新型轧辊压扁曲线函数模型,给出了该函数中轧制变形区接触弧长特性参数与轧辊压扁曲线特性参数的求解方法。基于此,根据弹塑性理论中的变形与应力关系,推导了入口弹性变形区、塑性压下变形区以及出口弹性变形区单位轧制压力分布计算过程,建立了超高强钢冷轧过程总轧制力计算模型。并将其推广应用到某钢厂2030冷连轧机组,验证了该模型的计算准确度。结果表明,超高强钢冷轧过程轧辊压扁曲线用二次函数表示,更能准确反映轧辊压扁状态,其计算结果与实际值具有较高的吻合度。同时,为冷连轧机组生产超高强钢产品极限轧制能力的评估与轧制规程的制定提供了理论依据。     

基于极限静摩擦力矩的轧机打滑预测模型

 冷连轧轧制过程中,当轧制转矩大于轧辊与轧件间的极限静摩擦力矩时,轧辊与轧件之间将出现相对滑动,从而导致打滑的发生。为减少因打滑导致的冷轧带钢带钢表面缺陷,以板带轧制塑性变形基本公式为基础,将前滑区与后滑区的单位轧制力分布做线性简化,继而推导出极限静摩擦力矩模型。并以实测数据验证该模型的准确性,且从轧制转矩与极限静摩擦力矩差值的变化趋势中发现,随着轧制公里数的增加,差值有逐渐减小到零的趋势。同时利用差值小于设定阈值的方式来判定工作辊是否发生打滑,并应用于现场在线打滑预警系统中。实践证明,该模型对冷连轧工作辊打滑判定具有重要意义。     

中板轧机参数相关分析和轧制力矩计算

通过对四辊可逆轧机轧制过程测量数据的分析，初步探讨了轧机系统轧制力，牌坊拐角应力、轧制力矩、主电机电流、转速和轧机辊缝诸参数之间的相关特性，分析了用主电机电流和轧制力估计轧制力矩的精度。     

高线粗中轧轧辊轧槽磨损规律浅析

轧辊槽面状况直接影响高速线材盘条表面质量,对粗中轧不同机架轧辊孔型磨损进行了大量测量,结果显示,无论是椭圆孔型还是圆孔型,孔型磨损都呈现极大不均匀性,槽底磨损量最大;沿轧制方向,磨损量逐渐增加,且椭圆孔型磨损量增加幅度高于圆孔型;单机架磨损量随吨位呈正相关关系。这些基本规律,有助于轧机操作人员适时地进行辊缝调整,更容易地控制料形。     

双机架四辊可逆冷轧机组辊系稳定性分析

轧制过程中辊系的稳定性影响轧辊轴承和轴承座等部件的使用寿命以及轧件质量。设置合理的工作辊偏移距,可保证轧机辊系在负载状态下满足稳定性的力学约束。针对双机架可逆冷轧机组,轧件要在两台轧机上往复进行多道次轧制,且两机架前、后张力设定策略不同的情况,结合现场实际轧制规程,分析了采用不同轧辊偏移方向时轧机辊系的受力状态,确定了保证辊系稳定的工作辊偏移距。研究结果可为双机架可逆冷轧机组辊系稳定性提供有益参考。     

关于高速线材精轧机调整的探讨

针对高速线材精轧机因调整不当经常出现的堆钢事故，通过对精轧机轧件采样探讨了各个道次的变形情况，分析了一对圆孔型间料形调整对堆钢关系的影响，从而总结出精轧机调整的一般方法和轧制不同规格时精轧机的标准料形和辊缝．     

钢管连轧过程中机架孔型参数优化

为了优化某限动芯棒连轧管机的孔型参数,利用正交试验参数优化方法,结合钢管热连轧有限元模拟分析,研究轧辊孔型参数(脱离角、脱离比、过渡圆角半径、辊缝值)对轧制所得钢管的尺寸精度和轧制过程中力能参数的影响,分析各参数影响的显著性,确定各因素的优化组合.结果表明:辊缝值对外径椭圆度、壁厚不均度和轧制力矩的影响最为显著,脱离角的影响居于次位,而脱离比对外径椭圆度、轧制力、轧制力矩的影响最小.根据影响规律获得较优参数组合:脱离角35°、脱离比2.25、过渡圆角半径5mm、辊缝值35 mm.对比仿真结果,优化后的钢管尺寸精度较优化前有明显提高.