三辊行星轧制中轧辊轧件接触区分布的计算改进

三辊行星轧制中,轧辊轧件接触区的分布是轧制力能参数的计算基础。在轧制过程中轧件的轴向延伸变形不可避免,这将直接影响到轧辊轧件接触区的分布。在已有的研究基础上,考虑到轧制过程中轧件轴向延伸变形的影响,运用理论分析得出了接触区的分布函数。给定轧制工艺参数,利用数值计算得到了轧辊轧件接触区分布的具体情况,结果显示,受到轧件轴向延伸的影响,轧辊轧件接触区变得更为狭窄。该结果不仅相比于已有的研究更加符合三辊行星轧制中的轧辊轧件实际的接触情况,还表明接触区的分布不仅只受到轧制常数、倾斜角、偏转角、轧辊转速和轧件进给速度的影响,同时还受到轧件的原始尺寸的影响。     

整体型螺旋高翅片管孔型斜轧运动学分析

介绍了螺旋翅片管孔型斜轧工艺的主要特点,通过建立运动学分析的几何模型,研究了轧辊与轧件的运动关系,主要包括两者圆周速度的关系以及接触区域的相对滑动情况.研究了变形区轴向和切向速度分布规律.结果表明,沿轧制方向轧件轴向分速度和周向分速度都增大,周向速度增加的趋势远大于轴向速度,从而使轧件在轧制过程中发生扭转和轴向延伸.引入扭转率的概念描述轧制方向上轧件圆周速度的变化程度,给出了表达式,通过公式简单分析了主要参数如轧辊转速、相对压下量、轧辊轧件中心距以及轧片半径等对扭转率的影响.     

行星斜轧中轧辊与轧件的几何关系分析

利用行星斜轧轧件变形区微分几何模型和对行星斜轧中轧辊与轧件表面数值分析,结合轧制实际情况,研究了轧件的形状、轧辊与轧件的接触线、轧辊干涉及其检验,并给出了三辊行星轧机中的实例分析。     

AZ31镁合金六辊温轧综合换热系数的测量及辊系优化

考虑到镁合金较差的低温成形性能,用加热轧辊的方法来轧制常温的镁合金板材。通过热电偶测量加热中的轧辊温度及轧制镁合金板材中心处的温度,并用逆解析法得出轧制过程中轧辊与空气及轧辊与轧件接触区的综合换热系数。以此为基础利用数值模拟的方法研究了轧制工艺参数对轧件表面及心部温度的影响,其中包括轧制速度、不同来料厚度、轧辊直径等因素,找到了使镁合金板厚中心达到200℃以上的轧制工艺条件,为镁合金轧制试验及生产中温度的控制提供了依据。     

螺旋孔型斜轧中轧件工艺非圆面积计算

螺旋孔型斜轧是一种回旋零件加工新工艺,具有效率高质量好材料利用率高等优点。由于变形机理特殊复杂,至今该技术只在形状简单零件上得到应用。轧件在轧制过程中产生的非圆的大小是轧辊设计的重要参数,对轧件缺陷的产生和轧件精度有很大影响。通过分析轧件和轧辊几何关系,建立了轧制过程中轧辊和轧件关系的数学模型,在此基础上得到了轧件工艺非圆面积计算公式,并用实际轧制实验进行了验证,结果表明该公式可以准确的计算由螺旋孔型斜轧工艺产生的轧件非圆面积。     

用弹塑性断裂力学近似估算轧辊的热塑性应变疲劳寿命

1 温度场与热应力场的计算在轧制过程中,热量不断由轧件传给轧辊,其上任一点由于同轧件与冷却水相接触而交替地被加热与冷却,因而引起交变热应力,使轧辊表面经受热疲劳作用,而在辊面形成表面径向裂纹。为了计算由此产生的热应力,必须预先计算辊内温度场的分布。轧辊内非定常温度场的分布,文中采用下式给出:     

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。     

带钢轧制过程中辊系内应力分布的数值模拟研究

针对轧辊失效问题,基于数值模拟分析了带钢轧制过程轧制区轧制压力、摩擦力及轧辊内应力的三维分布情况。确定了不同因素对轧制区接触状态影响的对比方法,对接触区工作辊的三维应力分布进行了详细地研究。这对探索轧辊的失效机理是非常重要的。     

双金属复合带材轧制过程有限元模拟

采用刚塑性有限元法,以实验结果为依据,以大型有限元软件ANSYS为分析工具,对双金属复合带材轧制过程进行计算机数值模拟,分析了双金属复合带材同步或异步轧制过程中,轧辊和轧件的应力,应变分布和轧件的塑性流动变形情况以及轧制力和力矩,以动画的方式模拟轧制过程,给出了一种预测轧制结构,减少实验时间和费用的有效方法。     

四辊轧机轴承载荷分布及辊系弹性变形

为准确分析四辊板带轧机滚动轴承的载荷分布及其对板形的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了包含支撑辊轴承及轴承座组件、轧辊和轧件的四辊轧机三维实体同步耦合有限元分析模型,通过对比和分析咬入阶段、稳定轧制阶段和抛钢阶段各列滚动体的受力情况,得到了轧制过程中轴承载荷的分布规律;与传统有限元计算模型相比,新建模型的轧件横向厚度分布计算结果与实验结果吻合较好。     

F2轧机工作辊耦合振动分析

轧机工作辊的稳定运行是保持轧制过程稳定,保证轧件质量的重要前提。实践证明,工作辊处振动复杂,并且存在耦合现象。根据实际工况,综合考虑轧辊偏移、液压压下系统、轧制工艺等因素建立了轧机工作辊3种属性的耦合振动模型。利用MATLAB求解了该模型的固有频率及不同轧制工艺参数下系统振动响应情况,得到了不同轧制参数对轧制过程的影响及各属性振动的相互影响关系。通过对某钢厂F2轧机实测信号的分析,验证了结论的正确性。此研究为抑制轧机振动、实现轧制工艺参数最优化提供了依据。     

大型H型钢开坯轧制中的弹性轧辊仿真分析

为了研究在H型钢轧制过程中轧辊的受力与变形以及变形对轧件轧制的影响,本文以莱钢大型H型钢生产线HN900×300的开坯轧制为例,在有限元软件ABAQUS平台上基于弹性轧辊建立三维热力耦合有限元模型,并考虑了扭矩的单侧输入。根据仿真结果,本文重点分析了轧辊的应力规律和弹性变形。最后将轧辊受到的接触反力与生产规程上的轧制力进行对比,验证了该分析的可行性及有效性,为进一步研究H型钢连轧工艺提供参考。     

筒形件强旋三维刚塑性有限元分析

在建立筒形件强旋有限元力学模型过程中，旋轮与工件接触区及其边界的描述是重要的一环。在前人研究成果的基础上，正确地解决了这一问题，提出了更加接近实际情况的模型，并用该模型对强旋工艺过程进行了刚塑性有限元分析，揭示了工件表面的应力应变分布规律。     

滚轧轮运动方式对减速机蜗杆滚轧成形的影响

研究了减速机蜗杆零件滚轧成形过程中滚轧轮运动方式对成形的影响。首先根据蜗杆零件特点,设计了轴线平行的两滚轧轮滚轧方式,并确定了滚轧轮的具体结构参数。然后进行了蜗杆材料20Cr Mn Ti钢的热压缩实验,在应变速率分别为0.1,1,10和30 s~(-1),实验温度分别为800,900和1000℃的情况下,得到了材料的应力-应变曲线。最后通过数值模拟研究了蜗杆滚轧过程中两种滚轧轮运动方式的成形结果,并进行了实验验证。结果表明:当两个滚轧轮顺时针单向旋转时,数值模拟中工件轴向位移达到6.48 mm,实验件达到2.66 mm;当两个滚轧轮先顺时针、再逆时针往复旋转时,工件的轴向位移矢量和接近零。滚轧轮往复旋转的滚轧方式能够有效避免蜗杆工件轴线位移严重的问题,保证了滚轧的顺利进行。     

The effect of a slightly concave-shaped roller on strip shape during rolling

The purpose of this paper is to understand the effect of thermal expansion of the roller during rolling on strip shape. The thermal expansion of the roller in rolling reported in related studies was used as the basis for the reverse compensation of the roller radius so as to create a slightly concave-shaped roller. Then the three-dimensional elastic-plastic finite element method was used to analyze the effect of roller shape on strip shape during rolling.

In the treatment of roller and strip contact problems an iteration procedure is proposed in this article, where the roller is regarded as a rigid body at the beginning of each step. The incremental displacement and contact force of the strip nodes were first calculated, and then entered into the first iteration loop, the contact forces of the strip nodes being allocated to the roller nodes to obtain the elastic deformation of the roller. The elastic deformation of the strip nodes (the deformation increment of the roller was added to the incremental displacement of the strip node). Then the new contact nodal forces were derived from the finite-element program for the strip. The above procedures were repeated to incorporate the new contact forces into the first iteration loop to obtain the compensated strip nodal incremental displacement. An error range was also designated as the comparison standard, comparing the displacement increments of the strip from two iterations to determine whether the iteration was completed.     

VIBRATION AND CONTROL IN RING ROLLING PROCESS

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｉｎｇｒｏｌｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｄ５０～１００ｍｍｒｉｎｇｐａｒｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａ...     

基于有限元的门架型钢缺陷分析及孔型优化

针对莱钢型钢厂H120门架型钢热轧时K5轧件内槽凹坑及成品内槽折叠缺陷问题,对粗轧孔型系统进行了有限元模拟。分析了粗轧阶段变形特点,并根据K5孔型轧制稳定阶段接触弧区域轧件的受力情况,分析了缺陷产生的原因。以此为基础,优化了孔型系统,基本解决了成品内槽横折叠缺陷问题。     

钢管三辊连轧成型过程的有限元分析

本文采用弹塑性、大变形和接触非线性有限元法,应用MARC软件对Y型三辊两道冷轧钢管的成型过程进行了分析,得到了钢管在成型过程中横截面的变形图和应力应变的分布规律.根据数值计算结果绘制了钢管冷轧成型过程中的轴向应力、环向和径向应力分布曲线,根据应力分布规律分析了对成品钢管直径和壁厚精度的影响因素.研究成果可以作为冷轧钢管成型工艺参数和成型辊设计的参考.     

冷滚轧渐开线花键成形原理及理论误差计算分析

通过对冷滚轧渐开线花键加工原理分析，按照空间啮合原理，建立了花键齿面三维数学模型，揭示了花键冷滚轧过程中滚轮和工件之间运动规律。针对花键的齿形误差和齿向误差，按照误差计算原理，得出了计算结果及其随安装角改变的变化规律。并对花键成形原理进行分析，指出了花键的成形方法为范成法。为正确设计滚轮奠定了基础。     

UCM轧机中间辊接触疲劳硬化层深度研究

通过现场跟踪、形貌观测、硬度检测和理论计算的方法,对UCM轧机中间辊在正常轧制周期内辊身表面接触疲劳硬化层深度进行研究,给出了正常轧制下机后中间辊磨削运维的建议,降低了该类轧机中间辊失效的风险。UCM轧机中间辊在正常轧制周期内,在轧制力和辊间循环接触应力的叠加下,其辊身表面产生接触疲劳硬化,辊身中部硬度可提升HSD 1~2,相应操作侧硬度与新辊相比变化不大,但传动侧由于轴向窜入受轧制力和循环接触应力的作用在距端部100 mm左右位置硬度会增加HSD 5~6,接触疲劳硬化明显。根据Hertz接触疲劳理论计算得出,在此工况下中间辊辊身表面最大剪切应力出现在轧辊表面以下0.3 mm左右（半径方向）,通过设计直径方向0.6 mm的修磨量可有效去除疲劳硬化层,使辊身表面硬度恢复至新辊硬度值,随后继续上机使用可有效降低轧辊失效的风险。