基于非局部效应的轧制界面接触应力研究
发布时间：2023-06-03 13:33
在轧制过程中,准确地预测轧制界面的接触应力对生产高质量的板带具有重要意义。传统上所用的接触应力模型是基于经典连续介质力学提出来的,虽然能够解决许多实际工程问题,但有时也出现了理论与实际不符的情况。在传统理论模型中,轧制接触面上的接触应力通常被认为是局部的,即某一点的应力仅与该点的受力状态有关,而与周围邻域内其他点的受力状态无关。实际上,轧制界面上某一点的受力不仅与该点的应力状态有关,还与周围某一邻域内所有点的受力状态有关,即存在非局部效应。为了反映轧制界面上的非局部效应,有必要利用非局部理论来进一步分析轧制界面上的接触应力。因此,本文将非局部理论引入轧制成形问题中,分别建立了Oden非局部模型下的接触应力模型和非局部应力梯度模型下的接触应力模型,并对两种非局部模型之间的差异进行了研究。为了确定非局部模型中的非局部特征参数,本文设计开发了一种基于(改进)反演算法的间接测量轧制界面接触应力的传感器,并对非局部特征参数的取值范围进行了探讨。本文的主要工作为:1.利用Oden非局部模型分别建立了无润滑轧制和润滑轧制情况下的轧制接触应力模型。分析了无润滑轧制状态下非局部接触应力和局部接触应力的区...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 轧制接触应力的理论研究
1.2.1 工程法
1.2.2 滑移线法
1.2.3 有限元法
1.2.4 条元法
1.3 轧制界面接触应力分布的实验研究
1.3.1 以带材为媒介的实验研究
1.3.2 以轧辊为媒介的实验研究
1.4 非局部理论
1.4.1 Eringen非局部理论
1.4.2 Oden非局模型
1.5 本课题的研究内容
第2章 基于Oden模型的轧制界面接触应力模型
2.1 Oden非局部模型
2.2 无润滑轧制过程的非局部接触应力建模
2.2.1 无润滑轧制状态下非局部接触应力的仿真分析和讨论
2.3 润滑状态下的非局部接触应力建模
2.3.1 非局部润滑摩擦模型
2.3.2 润滑状态下入口区非局部接触应力建模
2.3.3 润滑状态下塑性变形区非局部接触应力建模
2.3.4 润滑状态下出口区非局部接触应力建模
2.3.5 润滑状态下非局部接触应力的仿真分析和讨论
2.4 本章小结
第3章 基于Eringen梯度理论的轧制接触应力模型
3.1 非局部应力梯度模型
3.2 非局部应力梯度模型在无润滑轧制中的应用
3.1.1 库伦摩擦模型下非局部轧制接触应力建模
3.1.2 绝对恒定摩擦模型下非局部轧制接触应力建模
3.3 非局部应力梯度模型在润滑轧制中的应用
3.3.1 入口区非局部接触应力建模
3.3.2 塑性变形区接触应力建模
3.3.3 出口区接触应力建模
3.3.4 非局部接触应力的仿真分析和讨论
3.4 Oden模型和Eringen梯度模型的差异化研究
3.4.1 两种模型下非局部应力
3.5 Oden模型和应力梯度模型差异化的仿真分析
3.5.1 Oden模型和梯度模型的比较
3.5.2 非局部特征参数对Oden模型和梯度模型的影响
3.6 本章小结
第4章 轧制界面接触应力的实验研究
4.1 反演算法预测接触应力的原理
4.2 轧制界面接触应力的反演算法
4.2.1 反演方程的推导
4.2.2 仿真分析
4.3 改进的接触应力反演算法
4.4 两种反演算法的比较
4.5 轧制界面接触应力传感器的开发
4.5.1 传感器的结构设计
4.6 测量系统的设计
4.6.1 应变片及其接线方式
4.6.2 应变片的标定
4.7 轧制实验
4.8 实验信号的处理与分析
4.9 本章小结
第5章 非局部特征参数的测量及取值范围的研究
5.1 确定非局部特征参数
5.2 非局部特征参数的取值范围
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
本文编号：3829431
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 轧制接触应力的理论研究
1.2.1 工程法
1.2.2 滑移线法
1.2.3 有限元法
1.2.4 条元法
1.3 轧制界面接触应力分布的实验研究
1.3.1 以带材为媒介的实验研究
1.3.2 以轧辊为媒介的实验研究
1.4 非局部理论
1.4.1 Eringen非局部理论
1.4.2 Oden非局模型
1.5 本课题的研究内容
第2章 基于Oden模型的轧制界面接触应力模型
2.1 Oden非局部模型
2.2 无润滑轧制过程的非局部接触应力建模
2.2.1 无润滑轧制状态下非局部接触应力的仿真分析和讨论
2.3 润滑状态下的非局部接触应力建模
2.3.1 非局部润滑摩擦模型
2.3.2 润滑状态下入口区非局部接触应力建模
2.3.3 润滑状态下塑性变形区非局部接触应力建模
2.3.4 润滑状态下出口区非局部接触应力建模
2.3.5 润滑状态下非局部接触应力的仿真分析和讨论
2.4 本章小结
第3章 基于Eringen梯度理论的轧制接触应力模型
3.1 非局部应力梯度模型
3.2 非局部应力梯度模型在无润滑轧制中的应用
3.1.1 库伦摩擦模型下非局部轧制接触应力建模
3.1.2 绝对恒定摩擦模型下非局部轧制接触应力建模
3.3 非局部应力梯度模型在润滑轧制中的应用
3.3.1 入口区非局部接触应力建模
3.3.2 塑性变形区接触应力建模
3.3.3 出口区接触应力建模
3.3.4 非局部接触应力的仿真分析和讨论
3.4 Oden模型和Eringen梯度模型的差异化研究
3.4.1 两种模型下非局部应力
3.5 Oden模型和应力梯度模型差异化的仿真分析
3.5.1 Oden模型和梯度模型的比较
3.5.2 非局部特征参数对Oden模型和梯度模型的影响
3.6 本章小结
第4章 轧制界面接触应力的实验研究
4.1 反演算法预测接触应力的原理
4.2 轧制界面接触应力的反演算法
4.2.1 反演方程的推导
4.2.2 仿真分析
4.3 改进的接触应力反演算法
4.4 两种反演算法的比较
4.5 轧制界面接触应力传感器的开发
4.5.1 传感器的结构设计
4.6 测量系统的设计
4.6.1 应变片及其接线方式
4.6.2 应变片的标定
4.7 轧制实验
4.8 实验信号的处理与分析
4.9 本章小结
第5章 非局部特征参数的测量及取值范围的研究
5.1 确定非局部特征参数
5.2 非局部特征参数的取值范围
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
本文编号：3829431
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