冷轧过程中热装组合式支承辊微动行为及疲劳寿命的研究

发布时间：2017-08-14 19:14

  本文关键词：冷轧过程中热装组合式支承辊微动行为及疲劳寿命的研究

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【摘要】：热装组合式冷轧支承辊是一种新型的锻钢支承辊,虽然这种支承辊没有整体式支承辊应用广泛,但它芯部韧性好、表面硬度高、具有良好的耐磨性、综合机械性能优良。并且辊芯承受应力小不易损坏,可以重复使用,大大降低了生产费用。而我国对组合支承辊的研究还处于起步阶段,对它的应用主要依靠来自于整体式支承辊的经验数据。组合式支承辊的热装工艺参数以及冷轧工艺参数和设备参数对辊套外表面滚动接触疲劳寿命以及辊套和辊芯配合表面微动疲劳寿命的影响机理缺乏系统深入的理论研究。本文以宝钢1220冷轧机机座为分析对象,主要研究了以下内容:(1)利用有限元软件Abaqus对1220四辊轧机冷轧机的主体部分建立二维、三维模型,得出轧制过程中组合式支承辊的应力应变分布,并比较辊套厚度、轧制力、弯辊力、摩擦系数、过盈量对应力应变的影响。(2)在Abaqus中将辊套和辊芯装配面上的位移提取出来并处理,从而得出装配面上对应节点在轧制过程中的微动滑移量、微动滑移轨迹、微动滑移速度及摩擦功等参数,并利用G参数法预测微动疲劳裂纹出现的位置。(3)利用局部应力应变法建立预测热装组合式支承辊疲劳寿命的模型。(4)利用Abaqus计算得到的应力应变结果及疲劳耐久分析软件FE-SAFE计算组合式支承辊的疲劳寿命。
【关键词】：组合支承辊 应力分布 微动行为 局部应力应变法 疲劳寿命
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.17
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 带钢冷轧支承辊的研究现状10-15
• 1.1.1 冷轧支承辊的制造方法10-11
• 1.1.2 热装组合式支承辊的优势及研究进展11-12
• 1.1.3 热装组合式支承辊的主要失效形式12-13
• 1.1.4 滚动接触疲劳寿命预测国内外研究进展13-14
• 1.1.5 微动疲劳寿命预测国内外研究进展14-15
• 1.2 课题的研究目的和意义15-16
• 1.3 主要研究内容和方法16-18
• 1.3.1 主要研究内容16
• 1.3.2 主要研究方法16-18
• 第2章 基于Abaqus的组合式支承辊的应力应变分析18-40
• 2.1 Abaqus仿真计算过程19-24
• 2.1.1 设备工艺参数及力学性能参数19-20
• 2.1.2 Abaqus的分析步骤20-21
• 2.1.3 三维建模21
• 2.1.4 分析步设置21-22
• 2.1.5 网格划分22-24
• 2.2 模拟结果24-37
• 2.2.1 装配应力分布及影响因素24-27
• 2.2.2 轧制过程中过盈装配面应力分布及影响因素27-33
• 2.2.3 辊套外表面应力的分布及影响因素33-37
• 2.3 倒角对热装组合式支承辊应力的影响37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第3章 组合式支承辊过盈装配面上的微动滑移行为40-56
• 3.1 装配面上微动滑移量分布41-43
• 3.2 装配面上微动滑移量的影响因素43-47
• 3.2.1 辊套厚度对微动滑移量的影响44
• 3.2.2 过盈量对微动滑移量的影响44-45
• 3.2.3 弯辊力对微动滑移量的影响45-46
• 3.2.4 轧制力对微动滑移量的影响46-47
• 3.2.5 摩擦系数对微动滑移量的影响47
• 3.3 过盈装配面上节点的微动滑移轨迹47-52
• 3.4 过盈装配面上节点的微动滑移速度52-53
• 3.5 摩擦功计算及裂纹萌生位置预测53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第4章 利用局部应力应变法计算组合式支承辊的疲劳寿命56-69
• 4.1 恒应变幅下的应变-疲劳方程57-58
• 4.1.1 弹性应变幅-寿命曲线57
• 4.1.2 塑性应变幅-寿命曲线57
• 4.1.3 总应变幅-寿命曲线57-58
• 4.1.4 修正的应变-寿命方程58
• 4.2 应变-寿命方程中四个参数的估算58-59
• 4.3 循环应力应变曲线和迟滞忯线59-60
• 4.4 局部应力应变范围计算60-64
• 4.4.1 用Neuber方程估算局部应力应变范围60-63
• 4.4.2 用应变能密度法对局部应力应变进行估算63-64
• 4.5 名义应力以及名义应力范围的求解64-66
• 4.6 微动疲劳寿命计算66-67
• 4.7 本章小结67-69
• 第5章 基于Fe-Safe和Abaqus的组合式支承辊的疲劳寿命的计算69-75
• 5.1 Fe-Safe简介69-70
• 5.2 在Fe-Safe中定义材料属性70-71
• 5.3 利用Fe-Safe及Abaqus计算支承辊的疲劳寿命71-73
• 5.4 本章小结73-75
• 结论75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果80-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

【参考文献】

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本文编号：674261