冷连轧机轧制力的影响因素

通过将轧制变形区划分为微单元,对变形区内轧制力影响因素的变化规律进行研究。根据微单元塑性变形方程式,建立单位轧制压力的计算模型。针对变形抗力、摩擦因数等非线性因素,建立基于神经网络校正系数和工作参考点方法的数学模型,分析其在变形区内的变化规律。针对轧辊压扁和轧制力计算的耦合现象,采用计算机迭代计算的模型完成轧制力的解耦计算。工业轧机实际数据验证了采用微单元方式计算轧制力预报精度高,可用于生产实践。     

考虑非均匀应力分布的大型筒节轧制力计算模型

为了准确计算筒节轧制力,建立一种基于切块法的考虑筒节不均匀应力分布的轧制力计算模型。根据轧制过程中筒节和轧辊的几何关系,精确计算筒节内外表面的接触弧长;根据筒节非对称轧制条件,考虑非均匀分布的张应力和切应力,建立筒节轧制变形区(前滑区、搓轧区和后滑区)的力平衡微分方程;基于有限元软件Marc研究大型筒节轧制的轧透性条件。对某厂3 700 mm筒节轧机典型产品进行仿真,结果表明模型计算结果与实测结果误差小于10%,满足工业应用要求;为了满足轧制过程稳定性和异步轧制条件,筒节轧制压下量Δh20 mm,上下轧辊速比1v2/v11.02;上下轧辊速比对平均切应力影响较大,压下量对平均切应力的影响较小。     

双辊连续铸轧过程中轧制界面接触压力切块法建模与数值模拟

铸轧区可分为冷却区，铸造区和轧制区3个物理区。利用切块法分别推导出了铸造获轧制区变形过程静力平衡微分方程。在温度分布线性假设的基础上建立了轧制区变形抗力的简化模型，并在铸造区变形抗力的模型中引入了固相百分数来表征固态金属对变形抗力的影响。对铸造区利用龙格－库塔法对微分方程进行数值求解，而对轧制区则根据混合摩擦条件求出微分方程的解析解，从而建立了铸轧区轧制压力模型，利用该模型对轧制压力进行数值计算，计算结果与实测数据相吻合。     

冷轧铜板带斯通轧制力模型研究

对冷轧铜板带轧制力模型进行研究,通过算例比较得到斯通公式更适合铜板带冷轧情况。分析了布兰德-福特公式和斯通公式两种轧制力计算公式。采用不同的摩擦系数模型计算摩擦系数,使用实测数据对变形抗力模型通过最小二乘法进行拟合,将拟合所得数据代入斯通轧制力公式中计算,并将计算值与实际测量值进行比较,结果表明:采用多项式的变形抗力模型,利用斯通公式和前滑值获得摩擦系数,代入斯通轧制力公式中计算出的轧制力与实际轧制力吻合较好。     

49MnVS3非调质钢的两种轧制力模型对比

对49MnVS3非调质钢在变形温度750~1 000℃、应变速率0.1~50s~(-1)下进行单道次热压缩试验,根据真应力-真应变曲线得到周纪华-管克智变形抗力模型;分别采用艾克隆德模型和周纪华-管克智变形抗力模型计算49MnVS3非调质钢的平均单位轧制压力,并对计算结果进行了比较。结果表明:随着应变的增加,基于艾克隆德模型和周纪华-管克智变形抗力模型计算得到的平均单位轧制压力均增大;基于艾克隆德模型得到的平均单位轧制压力曲线波动较小,而基于周纪华-管克智变形抗力模型的波动则较大;在低应变速率下,基于艾克隆德模型计算得到的平均单位轧制压力较大,而在高应变速率下,基于周纪华-管克智变形抗力模型计算得到的平均单位轧制压力较大;基于周纪华-管克智变形抗力模型计算轧制力时,需要借助热模拟试验数据,该模型适用于控制模型;艾克隆德模型只需使用化学成分和轧制工艺参数即可计算平均单位轧制压力,应用更广泛,该模型适用于轧制工艺设计。     

铝合金热轧变形抗力模型的试验研究

主要介绍用Gleeble-1500热模拟试验机测定铝合金材料7075热变形抗力的试验方法,分析不同应变速度和不同温度的流变应力曲线所显示的材料组织性能,总结出适合铝合金7075热轧的分段周纪华变形抗力模型,通过拟合曲线与实测数据的比较,证明拟合出的分段周纪华变形抗力模型能准确地反映7075的热变形抗力,适用于铝合金热轧轧制力的计算。     

基于数值模拟的线材轧制成形过程研究

通过对线材热连轧过程传热关系进行分析,利用热力耦合弹塑性有限元方法建立了线材与轧辊的三维数值计算模型,结合热轧生产线的实际情况,对高速线材轧制生产线预精轧区六道次轧制过程中的温度场、轧制力与轧制力矩进行了模拟计算。分析了变形区内温度场的分布和变化规律,探讨了轧制过程中所涉及的几何、材料和边界条件等多重强非线性问题,计算结果为生产工艺制度的改进、工艺参数的优化以及微观组织变化规律的研究提供了理论依据,对现场生产也有重要的参考价值。     

热轧带钢轧制力的研究与模拟分析

综合考虑了轧辊弹性变形与轧件弹塑性变形,运用影响函数法进行热轧带钢轧制力计算,采用VC++9.0应用程序编写了轧制力计算软件,同时建立了四辊轧机轧制过程的三维有限元模型,对比验证了此轧制力计算模型的正确性。     

薄板轧制力的研究与模拟分析

薄板冷轧过程中,轧制力的计算与研究是关键.本文综合考虑了轧辊弹性变形与轧件的弹塑性变形,采用数值迭代法对轧制力进行了推导分析,并建立了轧制力计算模型,最后运用有限元模拟软件ANSYS对轧制过程进行了模拟分析,从而验证了此计算公式正确性.     

双机架平整机轧制力智能模型研究

针对双机架平整机的生产工艺特点，在引入延伸率分配系数模型的基础上，提出先对带材进行规格划分，然后利用大量同规格现场轧制数据，采用Powell优化算法计算变形抗力、摩擦因数等主要轧制工艺参数的方法。为满足轧制力预报的实时性要求，建立了BP神经网络模型来预报上述轧制工艺参数，将轧制压力的短期自适应与轧制工艺参数长期自学习相结合，建立了双机架平整机轧制压力预报模型。将该模型运用于宝钢某厂1220双机架平整机的生产实践，大大提高了轧制力预报精度。     

基于非圆弧理论的平整机轧制力简化模型

针对目前带钢平整机轧制力模型的缺点,综合考虑带材的弹性变形与塑性变形,基于非圆弧轧辊理论的大量计算结果,回归得到一套冷带钢平整机轧制力简化模型。该模型可用于干平整或湿平整轧机设计、轧制规程制定。4个典型算例的计算结果表明,简化模型与非圆弧轧辊理论计算结果一致。最终通过2套平整轧机的实测轧制力验证了简化模型的正确性。     

丝杠冷滚打变形力影响因素研究

为研究丝杠冷滚打成形过程中滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量与变形力之间的关系,在丝杠冷滚打成形原理的基础上建立了有限元仿真模型。通过仿真获得单次滚打以及多次滚打成形过程中,变形力随滚打轮半径、滚打轮圆角半径和打入量的变化规律;设计了正交试验,研究打入量、滚打轴转速、滚打轮厚度及工件转速4个因素对变形力的影响规律。在自行设计的冷滚打成形丝杠设备上进行实验,测得变形力的变化趋势与仿真结果基本一致,验证了有限元仿真模型的正确性。     

二次冷轧过程变形区油膜厚度模型

为了定量预报二次冷轧过程轧制变形区油膜厚度,结合二次冷轧机组乳化液直喷系统的设备与工艺特点,分析了带钢表面析出油膜、工作辊表面附着油膜的形成机理,建立了一套二次冷轧过程轧制变形区带钢上下表面油膜厚度模型,定量分析了乳化液流量密度、乳化液浓度、乳化液析出距离、轧机入口轧制速度、轧制咬入角、带钢入口变形抗力、后张力、轧制油初始动力黏度、轧制油压力黏度系数对轧制变形区带钢上下表面油膜厚度的影响,并将该模型应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,编制出了相应的模型计算软件,实现了二次冷轧过程变形区油膜厚度的预报,为二次冷轧过程润滑性能的控制奠定了理论基础。     

Modelling of the rolling process—II: Evaluation of the stress distribution in the rolled material

The horizontal and vertical stress distribution within the plastically deformed arc of contact associated with the rolling of material are investigated. The analysis is based on a comprehensive theoretical model of the rolling process in which inhomogeneous deformation is considered. Results are presented to illustrate the variation of these distributions for mixed boundary conditions which relate to sticking and slipping conditions at the material/roll interface.     

航空薄壁弧形框加工变形控制方法研究

航空结构件在数控铣削加工过程中的加工变形问题是航空制造领域的共性难题。通过分析零件加工变形机理,综合运用塑性变形消除、加工应力控制、预应力装夹、滚碾校正,形成了一整套加工变形控制方法。该方法已在国内某大型航空企业航空薄壁弧形框数控加工中取得了良好的应用效果。     

单元尺寸在混合陶瓷球轴承动态特性分析中的影响研究

在建立混合陶瓷球轴承6801CE的二维有限元接触模型的基础上,采用不同的单元长度对模型进行网格划分,并施加8种不同的载荷进行求解,得到了接触变形图,通过分析比较获得了轴承的滚动体与内外套圈接触的边界条件,为分析混合陶瓷球轴承6801CE的三维动态特性奠定了基础。     

Plastic deformation of surface layer during rigid cylinder rolling and sliding

Steady-state plastic deformation of the surface layer induced by the rolling and sliding of a rigid cylinder is investigated using ideal plastic plane strain theory taking into consideration contact friction. The plastic region and length of the contact arc related to the forces and the moment applied to the cylinder are calculated. Results are studied for rolling friction theory in the case of large contact loads and for surface plastic-layer deformation to increase the wear resistance and fatigue strength of machine parts.     

High-precision Thickness Setting Models for Titanium Alloy Plate Cold Rolling without Tension

Due to its highly favorable physical and chemical properties,titanium and titanium alloy are widely used in a variety of industries.Because of the low output of a single batch,plate cold rolling without tension is the most common rolling production method for titanium alloy.This method is lack of on-line thickness closed-loop control,with carefully thickness setting models for precision.A set of high-precision thickness setting models are proposed to suit the production method.Because of frequent variations in rolling specification,a model structural for the combination of analytical models and statistical models is adopted to replace the traditional self-learning method.The deformation resistance and friction factor,the primary factors which affect model precision,are considered as the objectives of statistical modeling.Firstly,the coefficient fitting of deformation resistance analytical model based on over-determined equations set is adopted.Additionally,a support vector machine(SVM)is applied to the modeling of the deformation resistance and friction factor.The setting models are applied to a 1450 plate-coiling mill for titanium alloy plate rolling,and then thickness precision is found consistently to be within 3%,exceeding the precision of traditional setting models with a self-learning method based on a large number of stable rolling data.Excellent application performance is obtained.The proposed research provides a set of high-precision thickness setting models which are well adapted to the characteristics of titanium alloy plate cold rolling without tension.     

Modelling of the rolling process—I: Inhomogeneous deformation model

The rolling of material results in the inhomogeneous plastic deformation of the material in the arc of contact between the rolls. To assess the influence of this inhomogeneous deformation, the parameter, ω, developed by Orowan has been incorporated into a theoretical model of the rolling process. The results are compared with recent results published by Alexander in which the assumption of homogeneous deformation or ‘plane sections remaining plane’ was considered.