基于对数螺旋线的热轧轧机辊型设计及轧制仿真

发布时间：2021-07-11 04:37

　　21世纪以来,热轧带钢产能需求不断增大,使热轧钢板带产品在市场上竞争力的不断增强,制造业对热轧带钢的尺寸精度、板形的技术要求也越来越高。研究表明,板带钢轧制中板形控制的核心是辊缝形状的控制,因此轧辊初始辊型是控制板形的最直接、最灵活、最有效的手段。传统轧辊初始辊型曲线多为余弦曲线,随着技术地不断革新开发出了幂函数曲线及抛物线型辊型,这几种线型的轧辊在轧制时各有利弊,需要与其他技术配合使用来达到最优效果。由于对数螺旋线具有等角特性,有利于轧件在轧制过程中的宽展变形,故本论文拟对对数螺旋线是否可用于热轧轧辊辊型的设计进行研究,同时为研究其优劣,与现有的余弦曲线轧辊辊型进行对比分析。本课题主要包括三方面研究内容,余弦曲线和对数螺旋线轧辊辊型设计、轧制模型的建立和轧制过程仿真及结果分析。首先,根据弹性梁理论和热膨胀理论计算出轧辊的相对凸度,结合设定的尺寸建立出两种曲线的方程,利用数值优化软件1stOpt进行求解,设计出初始辊型。其次,在Solidworks软件中建立余弦曲线和对数螺旋线两种辊型和同规格轧件模型。最后,在ABAQUS有限元分析软件中,在轧制工艺参数和边界条件相同的情况下,分别对不... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究目的
    1.3 热轧轧辊辊型研究现状
    1.4 课题研究内容
    1.5 课题研究方案
2 板形理论与有限元概述
    2.1 板形基本概念及影响因素
        2.1.1 板凸度
        2.1.2 板带平直度
        2.1.3 板凸度与平直度的关系
        2.1.4 热轧板凸度控制因素
    2.2 有限元理论概述
        2.2.1 有限元概述
        2.2.2 有限元法的分析步骤
    2.3 课题相关软件简介
        2.3.1 ABAQUS简介
        2.3.21 stOpt数学优化软件
    2.4 本章小结
3.对数螺旋线和余弦曲线热轧轧辊辊型的设计
    3.1 轧辊原始凸度的确定
        3.1.1 轧制力计算
        3.1.2 轧辊挠度变形计算
        3.1.3 轧辊热凸度计算
        3.1.4 轧辊原始凸度
    3.2 余弦函数型轧辊的设计
        3.2.1 余弦函数方程的确定
        3.2.2 余弦函数型轧辊的创建
    3.3 对数螺旋线型轧辊的设计
        3.3.1 对数螺旋线简介
        3.3.2 对数螺旋线辊型方程的确定
        3.3.3 对数螺旋线轧辊的创建
    3.4 本章小结
4.热轧带钢轧制过程有限元模型的建立
    4.1 热轧叙述及方案
        4.1.1 热轧流程简介
        4.1.2 对比仿真方案
    4.2 轧制仿真模型的建立
        4.2.1 零部件的导入
        4.2.2 材料属性的定义
        4.2.3 装配轧制模型
        4.2.4 定义分析步
        4.2.5 接触的定义
        4.2.6 网格的划分
        4.2.7 施加载荷及设定边界条件
        4.2.8 模拟计算的设置
    4.3 本章小结
5.轧制力与板形对比分析
    5.1 轧制力的对比分析
        5.1.1 不同压下量时轧制力对比分析
        5.1.2 不同轧制速度时轧制力对比分析
    5.2 板带浪形对比分析
        5.2.1 不同压下量时板带浪形对比分析
        5.2.2 不同轧制速度时板带浪形对比分析
    5.3 板形的对比分析
        5.3.1 不同压下量时板形对比分析
        5.3.2 不同轧制速度时板形对比分析
    5.4 横向宽展对比分析
        5.4.1 不同压下量时板带横向宽展对比分析
        5.4.2 不同轧制速度时板带横向宽展对比分析
    5.5 本章小结
6.结论与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于板形控制的CVC辊型曲线自动设计实现[J]. 刘广,王仁忠,冯少鹏,陈林.  有色金属加工. 2017(03)
[2]轧辊不同辊型曲线的推导与分析[J]. 马英义.  轻合金加工技术. 2013(05)
[3]带钢粗轧过程仿真及影响因素分析[J]. 翟会宾,杜晓钟,高配斌,蒋惠波.  机械工程与自动化. 2013(02)
[4]板形控制原理在宽板轧制中的应用[J]. 陈汉文.  有色金属加工. 2011(04)
[5]基于CNC技术的辊形曲线[J]. 徐新力.  机械与电子. 2010(12)
[6]CVC热连轧机支撑辊倒角的工作性能研究[J]. 郭德福,邵健,何安瑞,郝刚刚.  轧钢. 2010(06)
[7]轧辊热凸度模型的修正算法[J]. 刘学军,孙广虎,李兴东.  冶金设备. 2010(03)
[8]采用1stOpt的物流配送信息系统优化[J]. 李宁,陈定方,祖巧红.  湖北工业大学学报. 2009(02)
[9]热带轧机工作辊初始辊型曲线的设计[J]. 赵旭亮,张殿华,徐建忠,刘相华.  东北大学学报(自然科学版). 2008(11)
[10]CVC轧机辊形曲线设计及等效凸度探讨[J]. 刘光明,邸洪双,常安,侯泽跃.  东北大学学报(自然科学版). 2008(10)

博士论文
[1]热轧带钢精轧过程控制系统与模型的研究[D]. 李海军.东北大学 2008
[2]热连轧带钢板形控制与辊型优化设计[D]. 郭忠峰.东北大学 2008

硕士论文
[1]对数螺旋凸轮机构的设计和研究[D]. 刘军营.内蒙古科技大学 2012
[2]板带热轧过程中轧辊热凸度计算模型的研究[D]. 王英姿.河北联合大学 2012
[3]基于脉冲涡流技术的板形检测方法研究[D]. 杨洲.西安理工大学 2010
[4]基于ABAQUS冷轧薄板工作辊有限元研究[D]. 刘畅.内蒙古科技大学 2009
[5]热连轧精轧机组轧制过程系统仿真[D]. 王秀杰.燕山大学 2009
[6]轧制过程的有限元模拟[D]. 李云霞.昆明理工大学 2009
[7]轧辊热凸度模拟系统的开发[D]. 昌先文.东北大学 2005



本文编号：3277352