十七辊可调式铜板矫直机的研究

论文摘要

本文在分析铜板带材在经济发展中的重要地位及现状之后,对有色金属薄板的矫直问题进行了研究。矫直机在矫直过程中的压下量、辊距、矫直速度、矫直力、矫直力矩及矫直过程中板材的应力变化情况、板材的平直度等都是设计师、用户必须知道的矫直工艺参数。由于没有现成的有色金属薄板矫直理论,所以传统的设计方法需要大量地依赖经验和反复的试验。通过对薄板矫直理论的探索,以及利用计算机建立动态仿真数值模拟系统,可以为设计师设计矫直机提供必不可少的设计依据,也可以大大缩短设计周期,降低产品成本,提高矫直质量。本论文在材料力学与弹塑性力学的基础上,对薄板的弯曲理论以及有色金属薄板的矫直理论进行了的分析,并将矫直理论与有限元分析法相结合,对17辊矫直机上辊全可调式进行了研究。在有限元理论分析的基础上,对整个矫直过程建立了符合实际工况的理论模型、边界条件及摩擦类型等,运用ANSYS/LS-DYNA软件对铜板的矫直进行动态模拟,利用ANSYS/LS-DYNA得到不同工艺参数矫直变形过程的仿真结果,得出了17辊全可调式矫直机参数的确定方法。本论文所运用的研究方法和得出的结论对指导设计有色金属薄板的矫直设备有着重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景
• 1.1.1 铜板带材在经济发展中的重要位置
• 1.1.2 国内外钢板矫直机的发展趋势
• 1.1.3 国内外铜板带同行业的发展动向
• 1.2 本课题研究的内容
• 1.3 本课题选用的有限元分析软件
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.5 本章小结
• 第二章 弹塑性弯曲理论
• 2.1 弹塑性弯曲的应力与应变
• 2.2 弹塑性弯曲的弯矩
• 2.2.1 理想矩形断面金属材料的弯矩
• 2.2.2 非理想矩形断面材料的弯矩
• 2.3 弹塑性弯曲的曲率方程及挠度
• 2.3.1 曲率方程式
• 2.3.2 挠度计算
• 2.4 本章小结
• 第三章 矫直理论及基本参数计算
• 3.1 板材的弹塑性弯曲变形
• 3.1.1 弹塑性弯曲变形过程
• 3.1.2 弹塑性弯曲过程中曲率变化
• 3.2 板材弹塑性弯曲阶段的外力矩
• 3.2.1 弹塑性弯曲阶段应力与应变的分布
• 3.2.2 理想弹塑性材料弹塑性弯曲阶段的外力矩
• 3.3 板材的弹复以及弹复阶段的曲率方程
• 3.3.1 弹复阶段板材断面上各层纤维应力、应变的变化
• 3.3.2 弹复曲率的确定
• 3.3.3 板材弹复曲率与总变形曲率的关系式（曲率方程）
• 3.4 相对力矩与相对曲率
• 3.4.1 相对力矩、相对曲率和相对应变 C的概念
• 3.4.2 以相对量表示力矩方程与曲率方程
• 3.5 板材矫直原理
• 3.5.1 具有单值原始曲率的矫直原理
• 3.5.2 具有多值原始曲率的矫直
• 3.6 矫直方案的比较与分析
• 3.7 辊式矫直机主要工艺参数的确定
• 3.7.1 辊数的确定
• 3.7.2 辊距t和辊径 D的确定
• 3.7.3 辊身长度 L的确定
• 3.7.4 矫直速度v的确定
• 3.8 本章小结
• 第四章 金属薄板的有限元方法
• 4.1 有限元法概述
• 4.2 有限元位移法的基本步骤
• 4.3 有限元分析的算法过程
• 4.4 本章小结
• 第五章 十七辊矫直机矫直过程的模拟
• 5.1 十七辊矫直机相关的参数及计算
• 5.1.1 辊径、辊距的确定
• 5.1.2 压下量的确定
• 5.2 LS-DYNA概述
• 5.2.1 LS-DYNA及其发展历程
• 5.2.2 LS-DYNA功能特点
• 5.3 前处理建模
• 5.3.1 单元
• 5.3.2 材料
• 5.4.3 建模
• 5.3.4 PART
• 5.4.5 接触界面
• 5.4 加载和求解
• 5.4.1 加载
• 5.4.2 约束
• 5.4.3 初始速度
• 5.5 求解和求解过程控制
• 5.5.1 求解过程控制
• 5.5.2 求解
• 5.6 后处理及结果分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录A 本人在攻读硕士学位期间发表论文情况