冷轧极薄带钢复杂板形翘曲变形行为研究

作     者：张勃洋 卢兴福 张立元 张清东 ZHANG Boyang;LU Xingfu;ZHANG Liyuan;ZHANG Qingdong

作者机构：北京科技大学机械工程学院 中冶长天国际工程有限责任公司 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第12期

页      面：184-192页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51575040) 

主　　题：复杂翘曲 反向C翘 周期性C翘 带钢平直性缺陷 

摘      要：针对极薄镀锡基板(马口铁)冷轧生产中出现的一类新的复杂板形翘曲缺陷,通过测量分析其翘曲位移模态并与常见的板形C翘及L翘等简单板形翘曲缺陷比较而将其命名为反向C翘缺陷,通过力学建模及模拟计算提出该反向C翘类板形翘曲缺陷产生的力学机理——带钢横截面上各点的纵向延伸在厚度方向存在差值并且该差值沿宽度方向呈复杂不均匀分布所导致的带钢复杂弯曲变形行为。在板形同向C翘研究基础上,抽象建立带钢反向C翘的初应变驱动弯曲变形力学模型,分别推导建立带钢反向C翘变形的解析模型和样条有限元模型及相应求解算法,两种方法的计算结果可相互验证模型及算法的正确性并都与工厂实际存在的反向C翘现象取得一致。研究揭示带钢板形C翘的变形规律与影响因素,获得板形C翘与带钢纵向延伸在厚度方向的差值沿宽度方向的分布形式的关系,发现当此延伸差值沿带钢宽向呈均匀分布或者对称抛物线分布形式时将对应产生不同曲率及翘高的同向C翘,当此延伸差值沿带钢宽向呈不均匀线性分布或者不均匀单调非线性曲线分布形式时将对应产生不同曲率及翘高的反向C翘,进一步还发现如果此延伸差值沿带钢宽向呈更为复杂的曲线分布形式时将会对应产生更为复杂的C翘模态,计算给出了3种典型对称复杂延伸差分布形式所导致产生的对称周期性C翘模态。将生产中所见的反向C翘和仿真预测到的周期性C翘,纳入本课题组前期研究提出的带钢平直性缺陷分类,建立新的带钢平直性缺陷分类。