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基于辊系弹性变形的六辊冷轧带材板形及边部减薄控制研究

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基于辊系弹性变形的六辊冷轧带材板形及边部减薄控制研究

作者：刘成员杭州电子科技大学

学位级别：硕士

轧制板带材已被广泛的使用在国民经济的各个领域,并且目前已经大规模的使用在机械制造业、车辆制造业、家电业、军工业、航空航天工业等重要的行业,所以,对板带材的品质要求也愈来愈严苛。但是板形的质量控制是一个很复杂的问题,时常出... 详细信息

轧制板带材已被广泛的使用在国民经济的各个领域,并且目前已经大规模的使用在机械制造业、车辆制造业、家电业、军工业、航空航天工业等重要的行业,所以,对板带材的品质要求也愈来愈严苛。但是板形的质量控制是一个很复杂的问题,时常出现不合格现象的发生,所以对板形问题的研究显得至关重要。本论文以六辊冷轧机为研究基础,建立正确的板形控制数学模型,分析改变不同轧制参数时对板形的影响,主要研究了对板凸度及边部减薄的作用。并试验探究本论文所建立的数学模型的合理性及仿真分析结果的可靠性。本论文研究的主要内容如下:(1)分析总结国内外对辊系弹性变形、板形控制以及边部减薄控制的研究现状,理解板带的平直度、板凸度与板形之间的关系,并介绍板形缺陷产生的原因和板形缺陷控制技术。(2)根据轧制理论,应用影响函数法对辊系进行分析和研究得到六辊轧机辊系弹性变形数学模型,应用条元变分法建立板带的塑性变形数学模型,以有载辊缝的断面形状为中间值,能够得到板带塑性变形与轧辊弹性变形之间的耦合关系,达到板形预测的目的。(3)在数学模型的基础上,建立1/2辊系三维模型,并使用ANSYS仿真软件对模型进行有限元仿真分析,得到板带压下率、入口厚度、板带宽度、轧制力、工作辊直径、轧辊横移、轧辊弯辊等轧制参数对板凸度及边部减薄的影响规律,分析影响规律的具体原因,并设定板凸度及边部减薄的控制策略。(4)进行工程试验性探究,根据实际工程中得到的测量数据,与有限元仿真中得到的理论数据进行对比,得到两者结果的一致性,进而验证了数学模型建立的合理性与仿真结果的可靠性。

关键词：六辊冷轧机辊系弹性变形数学模型板形控制边部减薄有限元

基于辊系弹性变形的四辊冷轧机板形控制数学建模与仿真研究

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基于辊系弹性变形的四辊冷轧机板形控制数学建模与仿真研究

作者：张泽杭州电子科技大学

学位级别：硕士

本论文研究对象为四辊板带冷轧机的输出板形,对影响板带轧机输出板形的变量及轧机输出板形控制的基础理论方法等知识进行探讨。轧机输出板形控制领域中一个基本的理论是辊系弹性变形理论,基于此理论及相关板形控制方法建立合理的数学模... 详细信息

本论文研究对象为四辊板带冷轧机的输出板形,对影响板带轧机输出板形的变量及轧机输出板形控制的基础理论方法等知识进行探讨。轧机输出板形控制领域中一个基本的理论是辊系弹性变形理论,基于此理论及相关板形控制方法建立合理的数学模型是非常有必要的,结合有限元软件对轧制过程进行仿真分析,最后通过实测验证数学模型和有限元结果的准确性。论文的主要内容如下:(1)首先采用影响函数法来计算辊系弹性变形,其中工作辊与支撑辊之间的压扁不满足影响函数法的条件,所以不能采用该方法计算,故将其压扁简化为弹性半平面问题,既可有效减小计算量,又可满足工程需要,据此建立数学模型,并采用积分法计算了工作辊挠曲以及支撑辊挠曲。(2)其次为了分析四辊轧机整体板形控制能力,选取板宽和弯辊力两个因素来研究,将相关参数代入所建立的辊系弹性变形模型计算求解,并以图表的形式将结果表达出来。此外基于一定的假设条件建立了弯辊力与板凸度关系的数学模型并计算求解,得到了板凸度与弯辊力之间存在线性关系的结论。(3)结合数学模型,利用有限元软件强大的模拟分析能力,对轧制过程进行模拟,分析了轧辊辊系的形变,讨论了板带宽度,压下量,前后张力,支撑辊直径与工作辊直径,支撑辊凸度与工作辊凸度,工作辊弯辊等多种影响因素对板凸度的影响,得到了相应的应力应变云图和等效应力云图,并将有限元模拟分析结果与数学模型结果相比较,以验证数学建模和有限元分析结论是否可靠,最后根据有限元分析结果拟合了各影响因素和板凸度的关系曲线。(4)以国内一企业四辊冷轧机为研究对象,获取了相关影响因素与板凸度关系的实测数据,并将测试结果与数学模型结果以及有限元模拟结果对比,三者吻合度较高,可以证明所建立的数学模型和有限元模型比较准确,所得到的相关结论对于实际生产具有一定的参考价值。

关键词：四辊轧机板形控制板凸度影响函数法辊系弹性变形

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六辊冷轧机辊系弹性变形快速算法

轧钢 2017年第2期34卷 14-18,37页

作者：吴有生严裕宁中冶南方工程技术有限公司湖北武汉430223

为了快速计算六辊冷轧机辊系的弹性变形,提出了一种新的辊系弹性变形算法。该算法直接采用数值法计算轧辊挠曲,避免了复杂的公式推导,简化了计算过程;在辊系协调变形的迭代计算过程中,内层迭代首次引入辊间中心点处压扁和辊间压扁区倾... 详细信息

为了快速计算六辊冷轧机辊系的弹性变形,提出了一种新的辊系弹性变形算法。该算法直接采用数值法计算轧辊挠曲,避免了复杂的公式推导,简化了计算过程;在辊系协调变形的迭代计算过程中,内层迭代首次引入辊间中心点处压扁和辊间压扁区倾斜两个迭代调节量,建立了与辊间接触合力和接触区的总力矩的联系,外层迭代通过不断修正辊间相对压扁量增量循环迭代辊间接触力与轧辊挠曲,实现了整个辊系变形的快速协调。通过与国外计算结果比较和算例的验证,证明其有好的计算精度、收敛性和快速性,能离线指导新轧机工艺方案设计,具备板形在线设定计算应用的可能。

关键词：快速算法辊系弹性变形六辊冷轧机

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炉卷轧机辊系弹性变形与应用研究

冶金设备 2009年第5期 1-5页

作者：王道远刘春明黄贞益吴胜陈大宏东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

根据南钢3500炉卷轧机工艺特点,采用三维有限元法(ANSYS软件)建立炉卷轧机辊系模型,研究了轧制力、弯辊力、轧件宽度、工作辊凸度的变化对辊系的影响规律以及辊间接触应力变化规律。根据模拟计算结果,设计了新的支撑辊辊型。现场实际应... 详细信息

根据南钢3500炉卷轧机工艺特点,采用三维有限元法(ANSYS软件)建立炉卷轧机辊系模型,研究了轧制力、弯辊力、轧件宽度、工作辊凸度的变化对辊系的影响规律以及辊间接触应力变化规律。根据模拟计算结果,设计了新的支撑辊辊型。现场实际应用表明,辊耗从0.218kg/t下降为0.165kg/t,降低幅度为20.67%,效果显著。

关键词：炉卷轧机有限单元法辊系弹性变形辊型

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板带轧机辊系弹性变形的有限条分析

板带轧机辊系弹性变形的有限条分析

2002年中国机械工程学会年会

作者：李俊洪连家创戚向东燕山大学轧机研究所燕山大学轧机研究所燕山大学轧机研究所

板带轧机辊系弹性变形理论是板形理论的三大组成部分之一。根据板带轧机辊系弹性变形的特点,本文采用比传统方法更精确又便于工程实际应用的半解析有限条方法进行计算。该方法将三维问题转化到二维平面内进行求解,大大减少了计算工作量... 详细信息

板带轧机辊系弹性变形理论是板形理论的三大组成部分之一。根据板带轧机辊系弹性变形的特点,本文采用比传统方法更精确又便于工程实际应用的半解析有限条方法进行计算。该方法将三维问题转化到二维平面内进行求解,大大减少了计算工作量。实际计算与实测结果对比表明,该方法计算精度高,是进一步提高辊系弹性变形计算精度的实用方法。

关键词：板带轧机辊系弹性变形有限条法

来源： cnki会议评论

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板带轧机辊系弹性变形的有限条分析

板带轧机辊系弹性变形的有限条分析

第八届全国塑性加工学术年会

作者：李俊洪连家创戚向东燕山大学轧机研究所燕山大学轧机研究所燕山大学轧机研究所

关键词：板带轧机辊系弹性变形有限条法

来源： cnki会议评论

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冷轧四辊轧机弹性变形在线模型

中南大学学报（自然科学版） 2017年第6期48卷 1432-1438页

作者：陈树宗彭良贵王力张殿华东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为提高轧机弹跳值的计算精度,开发一种四辊轧机弹性变形的在线计算模型,模型中将轧机弹性变形分为辊系弹性变形和轧机牌坊弹性变形;综合考虑各影响因素,设计辊系和轧机牌坊弹性变形的模型结构。基于所设计的模型结构和测试方案,针对某1 ... 详细信息

为提高轧机弹跳值的计算精度,开发一种四辊轧机弹性变形的在线计算模型,模型中将轧机弹性变形分为辊系弹性变形和轧机牌坊弹性变形;综合考虑各影响因素,设计辊系和轧机牌坊弹性变形的模型结构。基于所设计的模型结构和测试方案,针对某1 800 mm单机架可逆冷轧机,采用影响函数法得到支撑辊辊径、工作辊辊径、带钢宽度、轧制力和弯辊力等因素对辊系弹性变形的影响,并建立辊系弹性变形在线模型;通过对轧机的现场测试,回归得到轧机牌坊弹性变形模型中的系数,并应用于该机组中。研究结果表明:采用该模型,辊缝设定值的计算偏差可控制在±0.1 mm以内,表明该模型具有较高的计算精度,满足现场控制要求。

关键词：轧机弹跳辊系弹性变形影响函数法牌坊弹性变形轧机刚度辊缝

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四辊轧机非常态轧制时板形模型的研究

机械工程学报 2012年第20期48卷 77-82页

作者：白振华韩林芳李经洲马续创石晓东张青树燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004 上海梅山钢铁股份有限公司冷轧厂南京210039

针对四辊轧机工作过程中可能出现的上下左右不对称问题,在大量的现场试验与理论研究的基础上,充分结合四辊轧机的设备与非常态轧制的工艺特点,从辊系弹性变形模型入手,充分考虑到四辊轧机非常态轧制过程中的上下与左右的不对称性,建立... 详细信息

针对四辊轧机工作过程中可能出现的上下左右不对称问题,在大量的现场试验与理论研究的基础上,充分结合四辊轧机的设备与非常态轧制的工艺特点,从辊系弹性变形模型入手,充分考虑到四辊轧机非常态轧制过程中的上下与左右的不对称性,建立一套适合于四辊轧机非常态轧制时的板形模型,编制相应的板形分析与控制软件,利用该模型及软件不但可以定量预报出带材跑偏、不对称辊型、轧制中心线与轧辊中心线不重合、不对称弯辊、不对称窜辊等非常态因素单独或综合作用对轧机成品板形的影响,而且可以定量预报出对称弯辊、对称窜辊、倾辊等常态因素对成品板形的影响。该模型及软件已经被应用到梅钢1420双机架平整机组的板形分析与控制,有效地提高了机组的成品板形质量,板形封闭率从项目开展前的2.5%降低到目前的0.5%以内,给机组创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。

关键词：四辊轧机非常态轧制辊系弹性变形板形

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轧辊凸度变化对中厚板辊缝设定的影响

钢铁研究学报 2007年第3期19卷 38-40页

作者：张其生胡贤磊李建平赵忠刘相华王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

根据影响函数法计算轧辊凸度对辊缝设定的影响,当保持工作辊和支承辊凸度不变,则轧制力与辊系弹性变形呈线性关系,工作辊和支承辊凸度的变化对直线的斜率几乎没有影响。并基于不同条件的计算结果,回归出轧辊凸度变化对辊缝设定影响的计... 详细信息

根据影响函数法计算轧辊凸度对辊缝设定的影响,当保持工作辊和支承辊凸度不变,则轧制力与辊系弹性变形呈线性关系,工作辊和支承辊凸度的变化对直线的斜率几乎没有影响。并基于不同条件的计算结果,回归出轧辊凸度变化对辊缝设定影响的计算模型。最后对传统轧机弹跳模型进行改造,提出新的轧机弹跳模型。实际应用表明该修正模型能够有效提高轧件厚度预测精度。

关键词：凸度磨损热凸度辊缝设定辊系弹性变形