五辊带钢矫直机设计及参数研究

摘要

随着轧机的发展,轧机轧制钢板的规格(厚度/宽度)不断增多,对矫直机矫直钢板厚度的范围的要求也越来越高,因此开展中薄板矫直机工艺参数的研究,设计出矫直范围更宽的矫直机,具有较大的理论意义和工程实用价值。基于矫直机理论研究,根据攀钢热轧板厂五辊矫直机的设计要求,展开本文的研究,主要研究内容和成果包括:①对矫直问题理论研究的相关假设和简化进行了阐述,对矫直问题的弹塑性弯曲基本理论进行了研究,主要包括:弹塑性弯曲的基本关系、弯矩、曲率关系和挠度分析,并运用矫直理论作出矫直方案的优选计算:②根据金属材料的弹等塑性原理和矫直机工作原理,研究矫直机辊径、辊距、辊数等结构参数、力能参数与矫直质量之间的关系,以及压下量、矫直速度等工艺参数与矫直质量之间的关系,在此基础上,确定出矫直机合理的基本结构参数,根据不同厚度和材质的带钢确定合适的工艺参数,设计出矫直范围更宽的五辊矫直机。③研究了弹塑性有限元法,建立了钢板矫直弹塑性有限元模型,对钢板矫直过程进行了数值模拟,得到了钢板应力应变曲线图,弹塑性变形情况已及钢板不平度图形。④设计出的五辊矫直机已在攀钢集团中板厂得到了应用,使用效果良好,验证了矫直理论方法和设计计算的正确性。

目录

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 课题的来源及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的目的和研究内容

1.3.1 本文研究的目的

1.3.2 本文研究的主要内容

2 金属材料的弹塑性弯曲

2.1 弹塑性弯曲基本原理

2.2 弯曲变形与曲率

2.3 小结

3 矫直原理

3.1 平行辊矫直机的工作原理

3.2 平行辊矫直机的辊系及辊数

3.2.1 典型的平行辊矫直机辊系

3.2.2 平行辊矫直机的辊数

3.3 板材矫直机的发展趋势

3.4 小结

4 矫直机参数设计

4.1 矫直机基本设备参数的确定

4.1.1 辊式矫直机的基本参数

4.1.2 辊式矫直机的力能参数

4.2 工艺参数确定

4.2.1 变形压弯量计算

4.2.2 大变形矫直方案

4.3 小结

5 弹塑性有限元方法

5.1 金属塑性变形屈服准则

5.2 金属塑性应力应变关系

5.3 弹塑性有限元方法

5.3.1 弹塑性有限元的本构关系

5.3.2 Newton-Raphson算法

6 五辊矫直机动态矫直仿真

6.1 拉伸弯曲矫直模型分析

6.1.1 材料非线性

6.1.2 边界非线性

6.1.3 几何非线性

6.2 仿真模型的建立

6.2.1 材料模型

6.2.2 几何模型

6.2.3 有限元模型

6.3 仿真结果及分析

6.3.1 动态仿真过程应力云图

6.3.2 动态仿真效果

6.4 小结

7 总结

7.1 全文总结

7.2 今后工作展望

致谢

参考文献

附录