变厚度板材的轧制技术及其厚度控制模型研究

摘要

变厚度板材是通过对轧制过程进行有效控制，可成批量、大规模生产的一种节约型、减量化板材，国外已在造船、桥梁、汽车行业上得到了广泛应用，由于其变形过程及控制过程极其复杂，国内对变厚度轧制技术的研究仍处于探索阶段。
　　本课题对变厚度板材轧制过程中的变形规律和厚度控制模型进行了研究。通过对变厚度板材在轧制变形区变形规律的研究，建立了相应的轧制力及长度预测等数学模型;利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了变厚度轧制过程，数值模拟结果与数学模型的计算结果进行了比较，两者的结果具有一致性;在模拟过程中分析了轧件倾斜角、摩擦因素、轧件的宽厚比这三种不同的轧制条件对变厚度轧制过程的影响;在深入研究普通轧制厚度控制的基础上研究了变厚度轧制的厚度控制，建立了适合于变厚度轧制的动态目标绝对值AGC厚度控制模型。
　　本文通过解析法、有限元数值分析方法等多种手段，研究了变厚度轧制过程中的变形规律和厚度控制策略，研究结果可为国内变厚度轧制技术的研究提供一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文依据

1．2 变厚度轧制技术的发展概况

1．2．1 MAS轧制法

1．2．2 LP钢板的发展

1．2．3 TRB钢板的发展

1．2．4 液压伺服系统的发展

1．2．5 国内变厚度轧制技术的研究概况

1．3 研究的目的、意义及研究内容

第二章 变厚度轧制变形区几何参数

2．1 变厚度板材轧制特点

2．1．1 变厚度轧制的压下量

2．1．2 变厚度轧制的咬入角

2．1．3 变厚度轧制的接触弧长

2．1．4 变厚度轧制的前滑

2．2 本章小结

第三章 变厚度板材轧制的宽度和长度预测

3．1 变厚度轧制的宽度预测

3．2 变厚度轧制的长度预测

3．3 本章小结

第四章 变厚度轧制的轧制力模型

4．1 轧制力模型的建立

4．1．2 应力状态影响系数

4．1．3 金属塑性变形阻力

4．2 本章小结

第五章 变厚度轧制过程的有限元动态仿真

5．1 非线性动力分析有限元ANSYS／LS-DYNA简介

5．2 有限元模型的简化

5．3 单元的选择

5．4 材料模型

5．5 网格划分

5．6 接触的处理

5．7 约束、初始条件和加载

5．8 有限元模拟结果分析

5．8．1 倾角对变厚度轧制的影响

5．8．2 摩擦因数对变厚度轧制的影响

5．8．3 轧件宽厚比对变厚度轧制的影响

5．9 本章小结

第六章 变厚度轧制过程的厚度控制

6．1 弹性-塑性方程图(P-H)图

6．2 P-H图与影响轧件轧出厚度的因素

6．3 常用的厚度控制方法

6．4 自动厚度控制系统-AGC(Automatic Gauge Control)

6．5 变厚度轧制的厚度控制模型

6．5．1 变厚度轧制过程厚度控制的P-H分析

6．5．2 变厚度轧制的厚度变化与辊缝变化规律

6．6 变厚度轧制过程的厚度控制策略

6．6．1 变厚度轧制过程的辊缝计算

6．6．2 动态目标绝对值AGC的控制模型

6．6．3 动态绝对值AGC对于变厚度轧制的控制过程

6．7 划分点轧制参数的计算

6．7．1 轧机刚度的计算

6．7．2 轧件塑性系数的计算

6．8 划分点的选取

6．9 变厚度轧制轧件的微跟踪模型

6．10 变厚度轧制控制系统的结构组成

6．11 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文