地下卷取机卷取过程的有限元动态仿真

论文摘要

地下卷取机工作过程是一个影响因素非常复杂的非线性变形过程，仅仅依靠人们的生产经验或经过简化的解析研究，很难满足工艺设计的需要。采用实验研究的方法又难以多次再现卷取过程中各种因素的影响规律，而实验结果往往只限于某一品种或某一条件，不具备普遍性。本文以某厂主轧线卷取设备为研究对象，利用有限元软件对该套卷取设备卷取某型号带钢工作过程进行动态仿真，主要研究内容包括：1、根据卷取设备工作原理对卷取工艺模型进行适当简化，结合现场测试的数据，利用三维动力学有限元软件合理建立卷取机卷取过程的动态有限元模型；2、利用动态仿真分析结果，提取卷取机实际生产过程中不方便直接测量的数据，如助卷辊、成型板、卷筒受到带钢反作用力，卷取过程中各个阶段带钢的应力应变情况，为实际生产中卷取工艺参数的制定提供依据；3、利用有限元参数化设计语言编写卷取机卷取过程分析专用代码，从而方便工程师对卷取机卷取带钢过程进行相关的分析；4、分别在不同带钢后张力情况下，对卷取带钢过程进行动态仿真模拟，分别提取不同带钢后张力下1#助卷辊受到带钢的反作用力，通过反作用力时间曲线能够观察卷取稳定时反作用力的大小和时间，由此比较得到带钢后张力较优的制定值。利用有限元动态模拟仿真分析方法，能够清楚的观察到卷取过程中各个阶段带钢的应力应变情况，通过对不同后张力下带钢卷取过程的分析比较，得到带钢后张力较优的制定值，为卷取机的进一步发展提供新的研究方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究目的
• 1.3 仿真技术在冶金行业上的应用
• 1.4 本课题的研究内容
• 第二章 卷取机工作原理及工作过程容易出现的问题
• 2.1 卷取机的结构
• 2.2 卷取机工作原理
• 2.3 卷取机工作过程容易出现的问题
• 2.4 卷取机运动参数的确定
• 2.5 本章小结
• 第三章 建立卷取过程的动态有限元模型
• 3.1 弹塑性有限元理论概述
• 3.2 有限元法分析计算思路
• 3.3 建立卷取几何模型
• 3.4 建立卷取有限元模型
• 3.4.1 定义单元类型
• 3.4.2 定义卷取模型材料属性
• 3.4.3 卷取模型网格划分
• 3.4.4 定义部件、创建组件、设定接触
• 3.4.5 定义初速度、定义约束
• 3.4.6 加载和求解控制
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于 APDL 的卷取仿真分析
• 4.1 APDL 简介
• 4.2 建立 APDL 分析流程
• 4.3 基于 APDL 的卷取仿真分析部分代码
• 4.4 本章小结
• 第五章 有限元仿真结果分析
• 5.1 用后处理器观察计算结果
• 5.2 卷取 1#带钢过程带钢受力情况
• 5.3 卷取 1#带钢过程助卷辊受力情况
• 5.4 卷取 1#带钢过程成型板受力情况
• 5.5 卷取 1#带钢时卷筒表面受力情况
• 5.6 利用仿真分析方法选取合理的带钢后张力
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文
• 详细摘要