五辊带钢矫直机设计及参数研究

论文摘要

随着轧机的发展,轧机轧制钢板的规格(厚度/宽度)不断增多,对矫直机矫直钢板厚度的范围的要求也越来越高,因此开展中薄板矫直机工艺参数的研究,设计出矫直范围更宽的矫直机,具有较大的理论意义和工程实用价值。基于矫直机理论研究,根据攀钢热轧板厂五辊矫直机的设计要求,展开本文的研究,主要研究内容和成果包括:①对矫直问题理论研究的相关假设和简化进行了阐述,对矫直问题的弹塑性弯曲基本理论进行了研究,主要包括:弹塑性弯曲的基本关系、弯矩、曲率关系和挠度分析,并运用矫直理论作出矫直方案的优选计算:②根据金属材料的弹等塑性原理和矫直机工作原理,研究矫直机辊径、辊距、辊数等结构参数、力能参数与矫直质量之间的关系,以及压下量、矫直速度等工艺参数与矫直质量之间的关系,在此基础上,确定出矫直机合理的基本结构参数,根据不同厚度和材质的带钢确定合适的工艺参数,设计出矫直范围更宽的五辊矫直机。③研究了弹塑性有限元法,建立了钢板矫直弹塑性有限元模型,对钢板矫直过程进行了数值模拟,得到了钢板应力应变曲线图,弹塑性变形情况已及钢板不平度图形。④设计出的五辊矫直机已在攀钢集团中板厂得到了应用,使用效果良好,验证了矫直理论方法和设计计算的正确性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 2 金属材料的弹塑性弯曲
• 2.1 弹塑性弯曲基本原理
• 2.2 弯曲变形与曲率
• 2.3 小结
• 3 矫直原理
• 3.1 平行辊矫直机的工作原理
• 3.2 平行辊矫直机的辊系及辊数
• 3.2.1 典型的平行辊矫直机辊系
• 3.2.2 平行辊矫直机的辊数
• 3.3 板材矫直机的发展趋势
• 3.4 小结
• 4 矫直机参数设计
• 4.1 矫直机基本设备参数的确定
• 4.1.1 辊式矫直机的基本参数
• 4.1.2 辊式矫直机的力能参数
• 4.2 工艺参数确定
• 4.2.1 变形压弯量计算
• 4.2.2 大变形矫直方案
• 4.3 小结
• 5 弹塑性有限元方法
• 5.1 金属塑性变形屈服准则
• 5.2 金属塑性应力应变关系
• 5.3 弹塑性有限元方法
• 5.3.1 弹塑性有限元的本构关系
• 5.3.2 Newton-Raphson算法
• 6 五辊矫直机动态矫直仿真
• 6.1 拉伸弯曲矫直模型分析
• 6.1.1 材料非线性
• 6.1.2 边界非线性
• 6.1.3 几何非线性
• 6.2 仿真模型的建立
• 6.2.1 材料模型
• 6.2.2 几何模型
• 6.2.3 有限元模型
• 6.3 仿真结果及分析
• 6.3.1 动态仿真过程应力云图
• 6.3.2 动态仿真效果
• 6.4 小结
• 7 总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录