十辊管材高精度矫直机参数设计与仿真分析

针对薄壁管矫直过程中废品率较高的问题,本文设计矫直精度较高的十辊薄壁管矫直机,对其辊形和机架结构进行了创新设计。矫直机的第二对和第四对矫直辊采用凹凸辊形曲线,使管材在辊矩和辊间都发生弯曲,以较小的压弯量获得较长的塑性变形区域;并且,压下系统采用伺服自动控制机构,可以实现自动补偿机架变形。最后对矫直过程进行动力学分析,获得薄壁管与矫直辊之间的接触情况,分析管材在各矫直辊间的应力应变分布情况,验证本文矫直参数,辊型以及矫直机整体设计的合理性。     

φ15～70mm液压管材矫直机机架工作状态有限元研究

φ15 ～ 70mm液压管材矫直机为十二辊矫直机,采用有限元方法分析矫直过程中机架受力变形情况.研究建立了矫直机机架的三维模型,用最大理论矫直力作为工作载荷,对机架的形变进行有限元仿真分析研究.得出了机架的各单元、节点的变形值及应力值,找到了机架的应力和位移分布规律,并据此提出了机架的改进措施,为保证矫直精度打下基础.     

棒材二辊矫直机辊型曲线与矫直精度分析

 为了改进二辊棒材矫直机矫直质量,从弹塑性弯曲理论出发,用Matlab求解双曲线和三曲率二辊矫直机辊型曲线,并绘制相应的辊型图。分别计算了双曲线和三曲率辊型曲线的矫直精度,结果表明三曲率辊型曲线矫直精度高于双曲线辊型曲线的矫直精度。综合考虑棒材的弹塑性变形,基于有限元MARC平台,根据具体实例建立了棒材二辊矫直弹塑性模型,并对其矫直过程进行模拟,分析了棒材在矫直过程中各种参量的变化。对比分析不同辊型下棒材矫直效果,三曲率辊型矫直效果要好于双曲线辊型,可为实际生产提供理论指导。     

Φ100~Φ150mm圆材二辊矫直机矫直曲率分析

矫直辊曲率作为二辊矫直机辊型设计的核心参数,对矫直机矫直质量起着决定性作用。为了提高矫直精度,应用弹塑性理论深入分析了二辊矫直机制,在考虑金属强化的情况下建立了圆材弹塑性弯曲模型,对矫直辊曲率进行了设计,并且给出了曲率过渡段,设计出了适合矫直Φ100~Φ150 mm圆材的二辊矫直辊辊型。利用有限元软件Marc建立三维有限元模型,对矫直过程进行模拟仿真,分析了圆材的矫直效果,为实际生产提供了理论支持。     

异辊矫直机参数设计与仿真分析

以原有的等辊距矫直机的矫直原理为理论基础,设计出异辊距矫直机,其结构可以看成由两组等辊距矫直辊,按照大辊径在前小辊径在后的方式排列而成,这种结构解决了传统的等辊距矫直机在矫直时,刚度与强度相矛盾的问题,同时可以增加矫直精度,提高矫直机的使用寿命。使用ANSYS/LS-DYNA对异辊距矫直机的矫直过程进行仿真分析,通过分析结果来选定最佳辊径辊距值,同时,通过查看矫直后钢板的残余应力分布,可以对接下来研究异辊距矫直机提供重要的参考价值。     

6+2管材矫直机辊型曲线设计与矫直精度分析

为了改进管材矫直机的矫直质量,以材料力学和金属弹塑性理论为基础,深入研究了普通六辊矫直机和二辊矫直机的矫直过程,反映出六辊矫直机存在空矫区,不能矫直管材头尾,对此提出了一种新型复合管材矫直机,即6+2管材矫直机,可以实现管材全长高精度矫直。通过Matlab求解辊型曲线,并绘制了相应的辊型图,通过理论计算得出了辊型曲线的理想矫直精度。采用有限元软件Marc建立了6+2管材矫直机的有限元模型,并对整个矫直过程进行模拟。在理论分析和数值计算的基础之上,分析了具有一定原始曲率的管材在矫直后的直线度和圆度,证明了此矫直机的矫直能力,为提高管材矫直质量提供了一种新型矫直机。     

镀锡板开平线矫直机插入量对板形控制的影响

基于镀锡板开平线矫直机结构形式,分析了矫直机结构特点及带材矫直机理。通过建立开平线矫直机有限元仿真模型,研究带材矫直过程的变形机理,分析各矫直辊组插入量对板形质量的影响。结合带材矫直过程仿真分析规律,建立了不同规格开平线矫直机插入量参数优化表,并针对不同来料板形制定矫直参数。参数优化后,带材浪形及翘曲缺陷基本消除,实现了镀锡板开平后板形质量的大幅提升,取得了良好的实用效果。     

辊式矫直机矫直板带浪形的有限元仿真分析

 辊式矫直机的矫直功能是中厚板生产线上保证板带板形的重要手段,其矫直过程可以消除或均匀板带内部残余应力,对提高板带综合质量具有重要意义。为了分析矫直机对带有边浪的板带的矫直过程以及矫直效果,首先建立了板带弯曲挠度的计算模型,为确定矫直辊的压弯量奠定了基础。在矫直模型作为压弯量设定的基础上,参考现场实际设备尺寸,通过借助大型商用有限元软件ANSYS建立了11辊的辊式矫直机有限元仿真模型,并针对研究目标设计了相应的仿真工况,将模型的矫直过程调整为采用上辊系整体压下倾斜的设置,对不同浪高的板带进行仿真分析。将有限元模型计算出的矫直力与生产实际设备的矫直力进行对比,有限元模型的矫直力计算偏差约为8.3%,满足计算精度要求。设置边浪浪高分别为5、10、20 mm的板带作为仿真工况,对其矫直过程进行仿真计算,提取仿真结果中的相关数据进行分析,发现在不采用弯辊的条件下,矫直过程同样具有消除板带不平度的作用。结果表明,在浪高较大时,矫直过程消除不平度的作用明显,但是矫直后板带并不能达到最终的平整度要求;在浪高较小时,矫直过程对不平度的消除能力较弱,但矫直后板带不平度可以达到最终的平整度要求。在分析的基础上,在工业现场的实际设备中进行相关试验,试验数据表明,仿真结果与试验结果趋势相同。     

Q46020号角钢9辊矫直过程有限元仿真

根据大变形小残差的矫直理论得到矫直机压下量,通过建立9辊矫直过程有限元仿真模型,对Q460 20号角钢矫直过程进行模拟,考虑了材料的加工硬化得到了其矫直过程的应力应变分布,以及各矫直辊矫直过程中矫直力、矫直力矩的动态变化过程,为开发设计新型矫直机提供了理论依据。     

中厚板冷矫直机高强度薄板矫直方案与应用

中厚板冷矫直机设计矫直板材的强度大、厚度范围广且矫直精度要求高。为了满足力能要求,矫直机辊系参数需要选择较大的辊径值。此时如果选用的矫直辊数较多,则使设备体积庞大、能耗增加;如果减少矫直辊数量,则最终引起矫直精度降低,尤其会加大高强度薄板的矫直难度。在矫直方案上,由于上矫直辊整体调整,线性递减压下方案的矫直精度相对较低,无法满足精度要求,进而采用上矫直辊独立调整方式对板材进行反弯,可形成多种灵活的矫直策略,再结合大变形小残差矫直方案,可以有效提升高强度薄板的矫直精度。     

基于Marc的角钢矫直过程有限元仿真研究

针对某厂10辊800型钢矫直机,基于大型非线性有限元分析软件Marc,建立了角钢矫直过程的三维动态有限元仿真模型,模拟了20角钢在小变形矫直方案、不同相对原始曲率情况下的矫直过程,研究分析了矫直过程中角钢特定点应力应变的变化规律以及各矫直辊的矫直力分布规律,为优化矫直工艺提供依据。     

连杆式七辊矫直机分析及计算

以连杆式七辊矫直机为对象,通过分析力能参数计算、辊系压下量的设定及压下量精度模型的建立,为合理设定该类矫直机工作辊的压下规程、提高板带矫直质量提供了一种简便可行的方法。     

管材矫直机预紧机架力学模型及有限元分析

根据矫直机工作原理以及无缝钢管的特殊工艺,通过弯矩理论和材料力学理论从理论上计算出了六个辊的矫直力解析解。分析了预紧力规律和预紧理论,从而确定了矫直机机架需要施加的预紧力。创新性的完成了矫直机机架的力学模型的实体有限元化。有限元计算结果显示机构符合设计要求。计算结果有助于同类机构的设计。     

薄壁管材多斜辊等曲率矫直工艺方案与实现

针对薄壁管材在连续矫直过程中矫直方案与等曲率矫直辊弯曲半径难以定量确定的实际问题。基于多斜辊统一矫直机理与薄壁管材弹复方程建立了等曲率矫直辊统一曲率半径的判断方法,提出了最小统一曲率半径的搜索方法,针对不同初始弯曲程度的薄壁管材给出了具体矫直方案,其中对于无法一次统一的具有大初始变形的管材提出了先预弯曲再统一后矫直的方法,确定了薄壁管材可矫直判断条件,采用VB开发程序通过算例证明了上述方法的有效性,发现了若针对某一初始弯曲半径的统一曲率半径存在则其并不唯一必在一定范围之内,同时发现初始曲率半径在一定范围内的管材无法应用二斜辊实现曲率统一。     

冷矫直机矫直辊受力分析

介绍了九辊冷矫直机的参数。针对冷矫直机在生产中出现的问题,通过对冷矫直机矫直辊的受力进行分析,得出矫直辊的受力模型,并且分析了各矫直辊的受力大小。认为第三辊受力最大。提出了矫直机的设计维护建议。     

二辊矫直机采用双向圆弧辊型的设计实例

一、概述二辊矫直机目前在国内并没有得到广泛应用,在装有二辊矫直机的工厂所使用的辊型也不理想。国外一些工业发达的国家,二辊矫直机已获得广泛应用,矫直的圆棒材直径为φ1.5～φ250mm。随着冶金工业和机械制造工业的发展,不难预计我国将会对二辊矫直机逐渐重视起来,它将以其独特的优越性进入工业阵地。二辊矫直机辊型的合理设计,是此类矫直机的关键。在矫直过程中能否使用圆棒材各断面承受连续的和一致的弹塑性变型,则是达到高精度矫直的要点。     

平行压下辊式板材矫直机参数分析

根据弹塑性弯曲理论,给出了辊式矫直机压下量与反弯曲率的数学模型,从而计算了平行压下辊式矫直机矫直过程中的残余曲率分布,确定了给定精度要求所需的最小辊数。     

Q460 20＃角钢九辊矫直过程有限元仿真

 通过建立九辊矫直过程有限元仿真模型,对Q460 20＃角钢矫直过程进行模拟,得到了其矫直过程的应力应变分布,以及各矫直辊矫直过程中矫直力、矫直力矩的动态变化过程,为开发设计新型矫直机提供了理论依据。     

冷矫直机矫直辊受力力学模型及其分析

介绍了九辊冷矫直机工作原理,通过对冷矫直机矫直辊的受力分析,得出矫直辊的受力模型,根据各矫直辊的受力大小,提出了矫直机的设计维护建议。     

薄壁管矫直过程中性层位移解析

为进一步揭示薄壁金属管材矫直变形机理,基于薄壁构件弹塑性理论及相关假设建立了薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,基于此完成了矫直过程应变中性层位移模型的解析,通过对模型变化趋势的分析,证明了位移量随相对反弯半径的增大而减小,并给出了不同金属材料位移模型的应用方法,为深入研究薄壁管材的矫直机理和变形过程提供了理论依据。