起-停式定宽压力机定宽过程的动力学仿真研究

摘要

板坯大侧压定宽压力机作为在线调宽技术的最新应用形式，相较于其他调宽技术在提高板坯质量、降低切损量及提高工作效率等方面表现出了一定的优势，国内外许多学者对定宽压力机的运动、受力、振动及几何参数等方面进行了大量研究，但大多侧重于连续式定宽压力机的机构分析和性能研究，针对起-停式定宽压力机的相关研究并不多，对其结构特点及运动规律等方面的介绍及仿真研究尚不完善，因此有必要对起-停式定宽压力机的结构组成、工作原理及运动规律等方面进行全面深入地理论分析，具体开展如下研究：
　　首先，阐述了课题的研究背景，综述了国内外相关领域的研究现状并指出了本文的主要研究内容。其次，在概述了定宽压力机的分类及其研究发展现状的基础上，着重介绍了国外某公司生产的起-停式定宽压力机的结构组成及工作原理，并在此基础上将该设备简化为双自由度七杆机构，对其进行数学描述，通过理论计算得到侧压锤头的运动学参数的变化规律，并利用SolidWorks与ADAMS的联合仿真，建立侧压机构的多刚体虚拟样机模型对侧压过程进行运动学仿真，得到了侧压锤头的位移、速度和加速度的变化曲线，计算结果不仅有助于明确机构的运动规律，也为后续板坯定宽有限元模拟中侧压锤头的运动提供了初始条件。再次，在LS-DYNA中建立板坯有限元模型，模拟连续多次侧压过程中板坯所受侧压冲击力、应力及变形位移的分布规律，分别得到了板坯最大侧压冲击力和“狗骨”高度与侧压量和板宽之间的回归曲线以及各回归曲线的确切函数关系式，同时，对板坯定宽后的变形特征也进行了说明，不仅为定宽机重要零部件的受力分析奠定了基础，也对其轧制理论研究及生产工艺优化具有重要意义。最后，根据机械系统动力学理论，利用ADAMS与ANSYS建立起-停式定宽压力机侧压机构的刚弹耦合模型，在考虑侧压连杆弹性变形情况下分析各主要部件及各运动副处的受力情况，为进一步明确侧压机构在实际生产过程中的受力规律提供了理论依据。
　　通过上述分析研究，不仅能够较为全面的掌握起-停式定宽压力机的机械性能和运动规律，明确板坯定宽过程中板坯受力及变形的影响因素，同时也为国内定宽压力机的选型、设计、研究及生产等提供了理论依据，对设备的使用与维护也具有重要意义。