五机架冷连轧机板形有限元模拟分析

论文摘要

冷轧板形是衡量冷轧产品质量的一个重要标准。而影响冷轧产品板形的因素包括板带本身性质（内因）和轧制条件（外因）两个方面。内因指金属本身的物理性能,如硬化特性、变形抗力等;外因包括板带的几何特性和轧制条件。几何特性包括板带的宽厚比、原料板凸度等;轧制条件包括轧制压力及轧辊凸度等因素（如摩擦条件、轧辊直径、张力、轧制速度、弯辊力、磨损等）,以及能改变轧辊间接触压力分布的因素（如轧辊外形、初始轧辊凸度）都可以影响板形。由于轧制过程是一个非常复杂的三维弹塑性变形过程,即是物理非线性,又是几何非线性,同时,边界条件也比较复杂,所以也是非线性的。利用弹塑性有限元软件研究和分析塑性加工中金属的流动规律、金属在加载过程中的变形全过程、应力和应变的分布、轧制力的大小、金属质点的位移和速度以及在卸载之后的残余应力和应变的分布。对改善轧制工艺、提高产品质量和精度、降低生产成本,都具有重要的理论意义和应用价值。所以,本文利用ANSYS软件中的LS-DYNA模块为平台,对鞍山钢铁集团公司冷轧厂的五机架冷连轧机轧制过程进行计算机模拟。在计算机模拟过程中,实现了从单一的影响因素—原始平直度出发来分析板带原始平直度对轧制之后板形的影响。本文中分别进行了理想板形轧制、具有横向波纹轧制和具有纵向波纹轧制过程分析,通过对板带轧制变形过程的分析,得到轧制过程中轧件的变形特点,将分析的理论数据提供给实际生产,同时采取相应的手段来减小平直度对板带产品板形的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 板形控制技术国内外发展概况
• 1.2.1 板形控制的工艺方法
• 1.2.2 板形控制的设备方法
• 1.2.3 智能AGC自动控制系统
• 1.3 有限元模拟板带轧制过程国内外研究现状
• 1.4 选题意义及主要内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 主要内容
• 第二章 有限元分析方法和ANSYS简介
• 2.1 有限元分析方法简介
• 2.2 三维有限元法介绍
• 2.3 非线性有限元法
• 2.4 接触与摩擦问题的处理
• 2.5 有限元模拟方法
• 2.4.1 刚塑性有限元法
• 2.4.2 弹塑性有限元法
• 2.4.3 粘塑性有限元法
• 2.5 本章小结
• 第三章 冷轧带钢轧制过程的理论基础
• 3.1 轧件的变形原理
• 3.2 轧件变形的经验模型
• 3.3 轧机弹跳方程
• 3.4 轧件塑性曲线和P—H图
• 3.5 板带材厚度波动的原因
• 3.6 轧制过程中厚度变化的基本规律
• 3.7 消除厚差原理
• 3.8 本章小结
• 第四章 板形和平直度分析
• 4.1 板形的基本概念
• 4.2 板形的成因及影响因素
• 4.3 板形和平直度分析理论
• 4.4 带钢断面形状和平直度检测方法
• 4.4.1 带钢断面形状的测量
• 4.4.2 板带平直度测量方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 冷轧过程的计算机模拟分析
• 5.1 引言
• 5.2 有限元计算模型的建立
• 5.3 有限元模型的网格划分
• 5.3.1 网格划分
• 5.3.2 施加约束
• 5.4 轧件在轧制过程中的变形规律
• 5.4.1 给定初速度
• 5.4.2 施加约束
• 5.5 轧制过程
• 5.5.1 理想板形轧制过程分析
• 5.5.2 具有横向板形缺陷轧制过程分析
• 5.5.3 具有纵向板形缺陷轧制过程分析
• 5.6 轧制过程中轧件厚度方向的位移与轧制时间的关系
• 5.6.1 横向波纹轧制的位移分析
• 5.6.2 理想板形轧制的位移分析
• 5.6.3 纵向板形轧制的位移分析
• DYNA模拟结果与实际生产数据比较'>5.7 ANSYS LS_DYNA模拟结果与实际生产数据比较
• 5.8 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的中文核心期刊