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THE 3-D BOUNDARY ELEMENT METHOD OF ROLLER BEARING BY PLATE ELEMENT ANALOGUE

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Acta Mechanica Solida Sinica 2001年第3期14卷 268-274页

作者： shen guangxian Shu xuedao Li Ming Yanshan Univ Dept Mech Engn Qinhuangdao 066004 Peoples R China

The mill roller bearing is made up of an internal ring, middlerolls and an external ring, the analysis of which is a multi-bodiescontact problem. In this paper, based on the three-dimensionalelastic contact BEM without friction, and using the structuralcharacteristics of roller bearings, middle rolls are de- scribed byelastic plate units of different shapes, which is placed on theinternal ring.

关键词： roller bearing traction sub-element method elastic plate element

THREE DIMENSIONAL ELASTO-PLASTIC CONTACT BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS FOR ROLLING WITH CONSIDERATION OF FRICTION

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 1998年第1期11卷 63-69页

作者： Xiao, Hong Chen, Yiming shen, guangxian Aizawa, Tatsuhiko Kihara, Junji Yanshan Univ China

The boundary element method in framework is given to evaluate three dimensional frictional contact problems. Elasto plastic material behavior is taken into account by mean of an initial stress formulation and Von Mises yield criterion. The amount of tangential traction at contact surface is limited by Coulomb's friction law and constant shear rule. From some numerical results of a plate rolling problem, it is demonstrated here that the BEM can be used to efficiently and accurately analyze this class of forming problems.

关键词： Strip Rolling Boundary element method Elasto plasticity Contact Friction

SELF-ALIGNING EVEN LOAD MECHANISM OF MULTI-ROW BEARINGS OF LARGE STRIP ROLLING MILL

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2006年第2期19卷 246-250页

作者： HUANG Qingxue LI Yugui shen guangxian CHEN Zhanfu SHU Xuedao SHI Rong ZHA0 Hongwei CHEN Buquan College of Material Engineering Taiyuan University of Science and TechnologyTaiyuan 030024 China Department of Machinery Yanshan UniversityQinhuangdao 066004 China Hot Mill Plant Baoshan I＆S Group Co.Shanghai 200030 China

The load distribution of multi-row bearings of large strip rolling mill is fully analyzed by 3D contact boundary element method （BEM）. It is found out that bearings are frequently worn out due to serious uneven load on the multi-row rollers. The constraint mechanism of the previous rolling system is found to be unreasonable by theoretical analysis on heavy machinery structure. A mechanism of self-aligning even load for workroll bearing of 2 050 mm hot rolling mill of Baoshan I＆S Co. is developed. This device is manufactured with particular regard to the structure of 2 050 mm hot rolling mill mentioned above. Hence, uneven load on multi-row bearings is greatly relieved and their lives are remarkably prolonged. Meanwhile, theoretical analysis and on-spot tests prove the rationality and validity of the device.

关键词： Strip rolling mill Multi-row bearings Loading features

ANALYSIS OF ROLLING BY ELASTO-PLASTIC FINITE DEFORMATION CONTACT BOUNDARY ELEMENT METHOD

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 1997年第4期10卷 50-55页

作者： Huang Qingxue shen guangxian Xiao Hong Taiyuan Heavy Mahcinery Institute Yanshan University

A multinonlinear boundary element method is established dealing with elasto plastic finite deformation contact problem, and it is employed to analysis rolling process. With rollers as elastic bodies, workpieces as elastio plastic bodies, rolling problem can be viewed as a frictional elasto plastic contact problem. With fewer assumptions in the simulation of the rolling process, a novel and accurate method is proposed for analysis of rolling problems.

关键词： Boundary element method Elasto plastic finite deformation Rolling

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板带四辊轧机的三维振动特性

机械工程学报 2015年第19期51卷 60-65页

作者：申光宪郑永江燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对轧机振动传统的一维或二维的解析模式,给出1 580 mm四辊轧机振动的三维(空间)振动解析模式及其振动特性-固有频率和振型。在四辊轧机振动解析中被忽略的'不得已'间隙,必须在辊系结构予以考虑。利用修正三维多物体传递矩阵法辅之有... 详细信息

针对轧机振动传统的一维或二维的解析模式,给出1 580 mm四辊轧机振动的三维(空间)振动解析模式及其振动特性-固有频率和振型。在四辊轧机振动解析中被忽略的'不得已'间隙,必须在辊系结构予以考虑。利用修正三维多物体传递矩阵法辅之有限元法对轧机轧辊进行包含3个位移3个转角6个自由度的三维振动数值解析。数值模拟结果显示,四辊轧机考虑阻尼作用后的固有频率(复频率虚部)与现场测试频率基本吻合;'不得已'间隙导致轧机系统出现危险低频率,且振型为含有水平、交叉及摇摆等包含多个单一振型的复合振型。

关键词：板带四辊轧机振动特性修正三维多物体传递矩阵法有限元法

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轧机压下螺纹副承载特性测试研究

中国机械工程 2006年第3期17卷 307-311页

作者：左大为陈秀敏申光宪燕山大学秦皇岛066004

依据相似准则,制作3500mm中厚板轧机电动压下传动螺纹副1/3的测试模型,采用电测法获取悬臂螺牙弯曲应变值,模拟实际轧制力和过平衡力作用下螺纹副螺牙各层载荷大小及分布。螺纹副测试结果和边界元、有限元法数值计算结果相比,螺牙层载... 详细信息

依据相似准则,制作3500mm中厚板轧机电动压下传动螺纹副1/3的测试模型,采用电测法获取悬臂螺牙弯曲应变值,模拟实际轧制力和过平衡力作用下螺纹副螺牙各层载荷大小及分布。螺纹副测试结果和边界元、有限元法数值计算结果相比,螺牙层载荷大小和分布规律基本吻合,证明电测法可行、直观且可靠。通过测定数据,证实了轻重两种载荷工况的不同承载特性,还发现螺母与丝杆轴线错移或倾斜的微尺度行为对载荷大小及分布影响极大的重要现象,为提高压下传动螺纹副寿命及可靠性提供了重要思路。

关键词：电测法中厚板轧机螺纹副压力分布

四辊轧机辊系偏移距机理的不确定性和微尺度静定性

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机械工程学报 2010年第10期46卷 69-74页

作者：申光宪李明史荣柳本润燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 东京大学生产技术研究所

生产板带的四辊轧机辊系,普遍设置偏移距求得轧辊间平行定位及其稳定以防止辊间交叉,成为四辊轧机辊系平行定位机理编入轧机教科书及参考书中。近代相继出现的现代四辊轧机辊系都设置偏移距,但未能保证其机理的确定性,辊间动态交叉现象... 详细信息

生产板带的四辊轧机辊系,普遍设置偏移距求得轧辊间平行定位及其稳定以防止辊间交叉,成为四辊轧机辊系平行定位机理编入轧机教科书及参考书中。近代相继出现的现代四辊轧机辊系都设置偏移距,但未能保证其机理的确定性,辊间动态交叉现象的发生屡禁不止,引发超大轴向力损坏推力滚动轴承或生成轧制支反力偏差破坏板形控制的稳定性。设置偏移距3mm的高速铝箔四辊轧机轴向力在线检测试验,揭示轧制过程中工作辊与支承辊之间发生规律性动态交叉现象。轧制中轧辊之间的动态交叉行为,与轴承座和机架窗口立柱间微小间隙大小相对应,只限于轧机的交叉角β≤0.05°区间,远小于交叉(Paircross,PC)轧机的交叉角(β=1°～1.5°),但派生的轴向力超出额定值的3倍以上。四辊轧机模拟辊系偏移距静态零调试验,探明轧辊间初始安装位置不变没有轧辊的水平位移。辊间动态交叉现象和静态水平位移为零的两种结果,揭示出设置偏移距机理的不确定性,不能用于四辊轧机辊系平行定位及稳定性设计。

关键词：四辊轧机偏移距辊系平行定位运行稳定性动态交叉行为非对称交叉

轧机油膜轴承锥套微动损伤机理和多极边界元法

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机械工程学报 2007年第1期43卷 95-99,104页

作者：李慧剑申光宪刘德义燕山大学建筑工程与力学学院秦皇岛066004 北京市捷瑞特弹性阻尼体技术研究中心北京100055

为揭示大型轧机油膜轴承等过盈量弹性结合锥套与辊颈粘结事故的产生机理,采用多极边界元法定量描述锥套与辊颈在液压胀形装配过程中的接触应力分布规律,发现锥套与辊颈装配就位时两端区域接触压力高度集中现象,其最大值超过辊颈屈服极... 详细信息

为揭示大型轧机油膜轴承等过盈量弹性结合锥套与辊颈粘结事故的产生机理,采用多极边界元法定量描述锥套与辊颈在液压胀形装配过程中的接触应力分布规律,发现锥套与辊颈装配就位时两端区域接触压力高度集中现象,其最大值超过辊颈屈服极限致使辊颈表面生成对应塑性变形的高应力区。通过过盈配合轴套与悬臂轴组成的旋转试验装置,对油膜轴承锥套与辊颈在轧制负荷下进行微动损伤模拟试验,证明辊颈与锥套随着轧辊转动存在相互微动现象,讨论轧制过程中锥套与辊颈两端高接触应力区域微动疲劳损伤导致两者发生粘结的机制。阐明等过盈量弹性结合锥套结构的不合理性,否定原有锥套淬火硬度低而导致粘结事故发生的观点。

关键词：油膜轴承弹性结合过盈配合接触应力多极边界元法微动损伤

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轧机油膜轴承锥套接触疲劳损伤的机理分析

中国机械工程 2008年第4期19卷 447-451页

作者：李慧剑申光宪黄庆学燕山大学秦皇岛066004 太原科技大学太原030024

研究了油膜轴承锥套与辊颈接触表面在轧制载荷作用下发生微动疲劳损伤的力学机理。在分析油膜轴承油膜压力分布特征的基础上,采用有限元法给出了锥套与辊颈接触区边缘产生接触应力集中和微滑移的分布规律,阐明了弹性结合连接的锥套与辊... 详细信息

研究了油膜轴承锥套与辊颈接触表面在轧制载荷作用下发生微动疲劳损伤的力学机理。在分析油膜轴承油膜压力分布特征的基础上,采用有限元法给出了锥套与辊颈接触区边缘产生接触应力集中和微滑移的分布规律,阐明了弹性结合连接的锥套与辊颈接触表面产生微动疲劳损伤的原因。利用断裂力学裂纹尖端应力场与接触边缘区域应力局部渐近场的等效原则,给出了疲劳裂纹自点蚀处萌生与扩展的力学条件。上述结果为锥套和辊颈的实际损伤状态及模拟试验所验证。

关键词：油膜轴承过盈配合接触损伤微动疲劳点蚀