宽板轧制过程金属变形规律的有限元法研究

发布时间：2017-03-28 22:14

  本文关键词：宽板轧制过程金属变形规律的有限元法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 冷轧板带材作为一种工业原材料在国民经济各部门都有着重要的用途。随着钢材加工和成形工业生产由手动控制向高度自动化系统控制的发展，企业和用户对轧材几何形状和力学性能的精确性要求也越来越高。因此，进行更为深入的理论研究，提高科学水平，从而提高产品质量和市场竞争力就显得极为迫切。 本文主要工作是基于宝钢2030冷连轧机第一机架轧制参数进行的系统建模，运用弹塑性有限元方法研究了这个具有较大宽厚比情况下的宽板轧制过程，在考虑轧辊弹性变形的前提下分析了各种轧制条件如来料厚度、宽度、辊径、辊凸度、摩擦系数、压下率、张力的变化给轧制过程中金属变形和受力情况带来的影响的一般规律。为类似的宽板轧制中轧辊和轧件的耦合变形分析提供了参考和依据。其次，，在有限元软件平台上通过对带凸度辊轧制平板和平辊轧制带凸度板材这两种轧制过程的研究分析了两类典型板形缺陷——中浪和边浪产生的一般机理。然后对起浪的带钢建立了有限元模型通过计算机模拟了施加张力时带钢的拉平过程，得出了起浪带钢在张力作用下发生屈曲变形的一般规律。 最后通过与现场调研数据的对比计算和与实验的间接验证，说明了前述工作和所建立的有限元模型的正确性与可靠性。
【关键词】：冷轧板带 耦合变形 轧制条件 板形 起浪带钢 计算机模拟 有限元模型
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TG335
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1．1 板形的基本概念10-11
• 1．1．1 板形概念10
• 1．1．2 板形成因及其影响因素10-11
• 1．2 板形控制技术11-12
• 1．3 板形理论研究12-17
• 1．3．1 引言12-13
• 1．3．2 轧件的横向流动13-15
• 1．3．3 轧件的边部减薄15-16
• 1．3．4 张力对板形的影响16-17
• 1．4 板带轧制理论的研究现状17-20
• 1．4．1 三维解析法17-18
• 1．4．2 能量法18
• 1．4．3 有限元法18-20
• 1．5 本文选题意义及主要研究内容20-22
• 1．5．1 本文选题意义20-21
• 1．5．2 本文主要研究内容21-22
• 第2章 有限元理论及其在工程中应用22-35
• 2．1 有限元理论概述22-28
• 2．1．1 有限元法基本概念22-23
• 2．1．2 有限变形的应力应变描述23-24
• 2．1．3 虚功方程24-25
• 2．1．4 本构方程25
• 2．1．5 刚度矩阵25-27
• 2．1．6 非线性有限元法的求解27-28
• 2．2 有限元商用软件的发展28-31
• 2．2．1 商用软件概况28-29
• 2．2．2 MARC软件简介29-31
• 2．3 有限元法应用于板带轧制过程31-34
• 2．3．1 有限元法在轧制过程模拟中的应用31
• 2．3．2 算例分析31-34
• 2．4 本章小结34-35
• 第3章 轧制过程金属耦合变形分析35-54
• 3．1 有限元模拟系统的建立35-38
• 3．1．1 模拟条件35-36
• 3．1．2 单元划分36
• 3．1．3 边界条件和接触体定义36-37
• 3．1．4 材料模型37-38
• 3．2 变形的一般规律38-43
• 3．2．1 有限元模拟结果38-39
• 3．2．2 轧件应变场和位移场分析39-41
• 3．2．3 轧辊的变形和应力分析41-42
• 3．2．4 轧制力分布42-43
• 3．3 来料厚度的影响43-44
• 3．4 来料宽度的影响44-45
• 3．5 辊径的影响45-46
• 3．6 辊凸度的影响46-48
• 3．6．1 凸辊面轧制分析46-47
• 3．6．2 凹辊面轧制分析47-48
• 3．7 摩擦系数的影响48-49
• 3．8 压下率的影响49-50
• 3．9 张力的影响50-52
• 3．9．1 前张力的影响50-51
• 3．9．2 后张力的影响51-52
• 3．10 本章小结52-54
• 第4章 带钢板形成因的有限元分析54-73
• 4．1 概述54-55
• 4．2 板形形成机理的一般分析55-56
• 4．3 凸辊面轧制56-61
• 4．3．1 计算条件56
• 4．3．2 变形区的确定56-57
• 4．3．3 中浪的成因分析57-59
• 4．3．4 凸辊轧制时的应力和应变场59-61
• 4．4 辊面轧制61-63
• 4．4．1 边浪的成因分析61-62
• 4．4．2 凹辊轧制时的应力和应变场62-63
• 4．5 轧制中凸板63-64
• 4．5．1 计算条件63-64
• 4．5．2 结果分析64
• 4．6 轧制中凹板64-66
• 4．7 起浪带钢的拉平性研究66-72
• 4．7．1 起浪带钢的模型化66-67
• 4．7．2 边浪模型加载和结果分析67-70
• 4．7．3 中浪模型加载和结果分析70-72
• 4．8 本章小结72-73
• 第5章 实验与模拟计算的对比验证73-78
• 5．1 轧制力的计算验证73
• 5．2 实验设备简述73
• 5．3 实验步骤73
• 5．3．1 平板轧制73
• 5．3．2 凸凹板轧制73
• 5．3．3 起浪带材的拉平过程73
• 5．4 实验结果分析73-77
• 5．4．1 平板轧制的实验及计算结果73-74
• 5．4．2 凸凹板轧制实验结果74-75
• 5．4．3 起浪带钢拉平实验结果75-77
• 5．5 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-85
• 致谢85

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 赵丽娟;王天博;刘杰;宁作江;;柔性多体系统动力学理论应用于轧制工业的综述[J];中国工程机械学报;2006年04期

2 鲁海涛;张杰;曹建国;齐杰斌;贾生晖;曾伟;;板带冷轧机单锥度辊边降控制窜辊模型的研究[J];冶金设备;2007年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王思倩;AM50镁合金板材轧制成形工艺及组织性能研究[D];沈阳工业大学;2011年

2 代伟业;不锈钢板带材冷轧过程有限元模拟[D];燕山大学;2011年

3 汪先虎;钢球坯纵轧成形方法的试验研究及其数值模拟[D];燕山大学;2003年

4 尹学霞;中厚板平面形状控制的模拟研究[D];燕山大学;2003年

5 周艳平;汽车发动机活塞环用精密型材成型技术的有限元仿真[D];武汉大学;2005年

6 吴志贺;四辊平整机轧制过程有限元仿真[D];燕山大学;2007年

7 王天博;冷连轧机垂直振动系统的建模与仿真[D];辽宁工程技术大学;2007年

8 阚志;四辊轧机冷轧板带材板形问题的数值模拟[D];昆明理工大学;2007年

9 范晓波;连续螺旋叶片锥辊异面轧制过程的有限元模拟与成形规律研究[D];江苏大学;2006年

10 邹勇;H型钢万能轧制翼缘变形数值模拟[D];昆明理工大学;2008年

  本文关键词：宽板轧制过程金属变形规律的有限元法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：273137