铝板带横向厚度分布建模及热轧末道次工艺参数确定

摘要

铝及铝合金加工材铝板带作为一种高质量、高精度、高性能的多用途材料，广泛应用于航空航天、兵器、交通运输等国民经济领域，需求量越来越大，要求的精度也越来越高。一方面鉴于铝合金热轧板带产品规格越来越薄和精度更高的发展要求，用热轧薄板取代部分冷轧薄板，需要解决阻碍热轧直接生产更薄规格产品的问题，提高材料成形极限，使热轧薄板的精度、性能向冷轧板接近。另一方面根据冷轧板形的要求，选取合理的热轧工艺参数，特别是确定热轧末道次工艺参数是目前生产中迫切需要解决的问题。
　　本文建立了热轧铝板带横向厚度分布预测模型，根据冷轧板形的要求，提出了热轧末道次工艺参数的确定方法。具体的研究内容如下:
　　1.在分析板形影响因素的基础上，建立了冷轧板带残余应力横向分布计算模型，采用有限元软件Marc对冷轧过程进行仿真，验证了冷轧板带残余应力横向分布计算模型的有效性。
　　2.推导了适用于热轧的宽展量和出口横向位移计算模型，建立了热轧残余应力与热轧板厚横向分布之间的关系。
　　3.分析了板形缺陷与板厚横向分布的关系，建立了各种板形缺陷（单边浪、中浪、双边浪、肋浪）与板厚横向分布的映射关系。
　　4.采用影响函数法和局部一维隐式差分法，研究了热轧板厚横向分布特征。根据冷轧板形的要求，提出了热轧末道次工艺参数的确定方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 板形理论概述

1．2．1 板形(平直度)的表示方法

1．2．2 板带断面形状的解析表示

1．3 课题来源及本文的主要工作

1．3．1 课题来源

1．3．2 本文主要解决的问题

1．3．3 本文结构安排

2 冷轧残余应力的建模与仿真

2．1 板形模型

2．1．1 板形不良现象分析

2．1．2 常见的板形缺陷

2．1．3 板形影响因素

2．2 板形与残余应力的关系

2．3 冷轧板带残余应力数学模型的建立

2．4 冷轧过程有限元仿真

2．4．1 模型网格的划分

2．4．2 接触定义

2．4．3 定义初始条件与边界条件

2．4．4 定义网格重划分

2．4．5 定义工况和提交分析

2．4．6 仿真结果与分析

2．5 模型验证

2．6 本章小结

3 热轧残余应力与热轧横向板厚分布之间的关系

3．1 引言

3．2 板带轧制三维变形的变分法的修正

3．2．1 I(u)值的精确求解

3．2．2 热轧出口横向位移和宽展量计算公式

3．3 热轧残余应力与热轧板厚横向分布之间的关系

3．3．1 前张力与热轧板厚横向分布之间的关系

3．3．2 热轧残余应力与热轧板厚横向分布之间的关系

3．4 本章小结

4 板形缺陷和板厚横向分布的映射

4．1 引言

4．2 板形改善方法

4．3 板形缺陷与板厚横向分布的映射

4．4 映射模型验证

4．5 本章小结

5 热轧板厚预测与满足冷轧板形要求的热轧末道次工艺参数确定

5．1 引言

5．2 热轧板厚预测模型

5．2．1 四辊轧机轧辊弹性变形力学模型

5．2．2 轧辊弹性变形的影响函数

5．2．3 影响函数法基本方程的矩阵表示

5．2．4 迭代计算框图

5．2．5 轧辊热变形求解模型

5．2．6 热轧板厚预测模型及其验证

5．3 满足冷轧板形要求的热轧末道次工艺参数确定及验证

5．3．1 满足冷轧板形要求的热轧末道次工艺参数确定方法

5．3．2 满足冷轧板形要求的热轧末道次工艺参数验证

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢