冷轧硅钢边部减薄的有限元仿真

发布时间：2017-05-26 12:19

  本文关键词：冷轧硅钢边部减薄的有限元仿真，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：边部减薄控制技术是宽带钢轧制中的技术难点和热点,尤其是对硅钢板这样高附加值冷轧产品而言,合理控制边部减薄能够大幅度提高成材率,改善产品质量和性能。因此,宽带钢边部减薄的变形机理及其控制技术成为国内外学者和研究人员关注的重点。本课题以鞍钢硅钢厂1500mm五机架六辊冷连轧机组为研究对象,在综合分析此套设备、工艺和板形控制技术的基础上,对硅钢冷轧过程中边部减薄变形机理及其控制技术进行研究,并取得以下成果:以弹塑性力学理论为基础,运用LS-DYNA软件建立了模拟六辊轧机轧制过程的辊系-带钢耦合三维有限元模型。以鞍钢1500mm轧机组设备及工艺参数为基准,对该机组轧制过程进行了模拟。分析了不同来料规格及工艺参数条件下的带钢边部变形特征,研究了冷轧宽带钢边部减薄的变形机理。根据现场参数绘制Taper工作辊辊形曲线,取工作辊端部辊形长度L=155mm,锥度T=1/400,并对边部减薄的调控手段进行模拟分析:增大带钢边部进入工作辊锥形段的有效长度即带钢插入量(EL)会明显改善边部减薄,但要有一个度的限制,据本文分析当EL=40mm时,边部减薄值可控制在5μm左右,效果最佳。模拟分析取带钢宽度为1140mm,轧制力为1000t,当工作辊负弯辊力达到20t时,边部减薄值开始减小,当逐渐过渡到正弯辊力为30t时,边部减薄值几乎为0,但超过40t时边部减薄会重新出现,边部减薄值和弯辊力两者大致呈线性关系;取带钢宽度为1240mm且不施加弯辊力理想条件下,随着工作辊的窜辊量从0-120mm范围内逐渐增加,边部减薄会逐渐减小,中间辊窜辊量在100mm左右,对边部减薄控制效果最佳。同时还发现,带辊形的工作辊需要结合窜辊技术和适当的弯辊技术才可有效地改善带钢边部减薄。根据以上模拟的结果,分析边部减薄控制手段的理论效果,为1500mm冷连轧机的轧制工艺提供一定的参考。
【关键词】：边部减薄 冷轧硅钢 六辊连轧机 有限元
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1.绪论9-27
• 1.1 课题的研究背景及意义9-11
• 1.2 边部减薄的形成机理11-15
• 1.2.1 边部减薄的概念11-12
• 1.2.2 边部减薄的主要原因12-14
• 1.2.3 边部减薄的影响因素14-15
• 1.3 边部减薄控制技术15-20
• 1.4 1500mm冷连轧机概述20-24
• 1.5 边部减薄有限元分析24-25
• 1.6 研究目的及主要内容25-27
• 2.薄板带轧制的有限元分析和建模27-36
• 2.1 有限元软件介绍27-28
• 2.2 弹塑性有限元模型的建立28-33
• 2.2.1 弹塑性有限分析法的本构方程28-31
• 2.2.2 接触问题31-32
• 2.2.3 LS-DYNA中接触问题的求解32-33
• 2.3 鞍钢自主研发的硅钢1500冷连轧机边部减薄控制技术33-34
• 2.4 模拟尺寸和材料属性34
• 2.5 硅钢冷连轧机三维有限元模型34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 3.冷轧带钢边部减薄变形的机理分析36-50
• 3.1 边部减薄形成的根本原因36-37
• 3.2 理想状况下的边降变化规律37-49
• 3.2.1 轧辊弹性压扁对边部减薄的影响38-39
• 3.2.2 带钢厚度及压下率变化对边部减薄的影响39-41
• 3.2.3 带钢宽度变化对边部减薄的影响41-43
• 3.2.4 摩擦系数变化对边部减薄的影响43-46
• 3.2.5 变形抗力变化对边部减薄的影响46-47
• 3.2.6 轧辊直径变化对边部减薄的影响47-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4.硅钢薄板带边部减薄的调控手段50-63
• 4.1 Taper工作辊对硅钢边部减薄的调控50-57
• 4.1.1 Taper工作辊锥形段的设计50-52
• 4.1.2 带钢插入量对边部减薄的调控52-57
• 4.2 轧制力对带钢边部减薄的控制57
• 4.3 弯辊力对带钢边部减薄的调控57-59
• 4.3.1 工作辊弯辊对带钢边部减薄的调控57-58
• 4.3.2 中间辊弯辊对带钢边部减薄的调控58-59
• 4.4 窜辊对带钢边部减薄的控制59-61
• 4.4.1 工作辊窜辊对带钢边部减薄的控制59-60
• 4.4.2 中间辊窜辊对带钢边部减薄的控制60-61
• 4.5 本章小结61-63
• 5.结论63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 作者简介70-71

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