辊颈受均布载荷的四辊轧机辊系变形探讨

论文摘要

轧件质量的高要求,给板形控制的精度提出了高标准。板形控制大多依据辊系弹性变形理论。现有的辊系弹性变形理论包括解析法、影响函数法及数值计算方法等。解析法在轧制压力假设等环节上存在局限性;数值计算法计算精度高但工作量大,难以在线应用;影响函数法辊系弹性变形理论因无需假设轧制压力曲线且计算量相对小而被广泛应用。然而,影响函数法辊系弹性变形的研究大多是在假设辊颈受集中载荷的前提下进行的,也未能考虑上下辊系弹性变形的差异及轧件非居中的情况,现有模型把辊颈受力处理为集中载荷得到的辊系弹性变形与实际有出入。本文通过探讨单侧机座刚性系数差异对上下辊系弹性变形的影响,得出现有1/2辊系弹性变形模型难以满足计算精度。为解决以上不足之处,本文建立了全辊系辊颈受均布载荷的影响函数法力学模型及变形方程;同时探讨了轧件居中与非居中及左右弯辊力不同等轧制的全辊系变形的规律。主要做了以下工作:1)采用有限元法和影响函数法,对比分析了辊颈受集中载荷的辊系弹性变形与辊颈受均布载荷的辊系弹性变形间的差异,这种差异影响轧后出口板厚。2)采用影响函数法分析单侧机座刚性系数不同对上下辊系弹性变形的影响,指出现有1/2辊系弹性变形模型因无法考虑上下辊系弹性变形的差异,而影响出口板形及板厚分布等计算精度。3)建立全辊系弹性变形力学模型及变形方程,把辊颈受均布载荷的影响函数方程代入力学模型,并考虑轧件非居中的情况。采用MATLAB编制非对称轧制轧后板形综合计算程序。4)通过计算轧件非居中、左右弯辊力不等、来料厚度分布不均等轧制非对称的工况,给出了非对称轧制轧后板厚分布及辊系弹性变形规律的数字表达。本文建立了轴颈受均布载荷的四辊轧机全辊系变形解析模型,为实现高精度的板厚板形控制提供了一种计算模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 辊系弹性变形理论的研究现状
• 1.1.1 解析法
• 1.1.2 影响函数法
• 1.1.3 数值计算法
• 1.2 本课题研究的内容及意义
• 1.2.1 本课题研究的意义
• 1.2.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 轴颈载荷处理方式对辊系变形的影响
• 2.1 基于有限元法轴颈载荷处理方式探讨
• 2.1.1 ANSYS 软件简介
• 2.1.2 支辊轴颈载荷两种处理方式轴线挠度的对比
• 2.1.3 工辊轴颈载荷两种处理方式轴线挠度的对比
• 2.2 基于影响函数法轴颈载荷处理方式探讨
• 2.2.1 支辊轴颈载荷两种处理方式轴线挠度的对比
• 2.2.2 工辊轴颈载荷两种处理方式轴线挠度的对比
• 2.3 有限元法的仿真结果与影响函数法的计算结果对比
• 2.4 本章小结
• 第三章 辊系弹性变形模型讨论
• 3.1 支辊单侧轴承座及相关部件刚性系数
• 3.2 上下辊系弹性变形的探讨
• 3.3 本章小结
• 第四章 轧机全辊系变形计算模型
• 4.1 上辊系轧机弹性变形解析的力学模型
• 4.2 上辊系变形计算的基本方程和方法
• 4.3 下辊系轧机弹性变形解析的力学模型
• 4.4 轧后轧件厚度
• 4.5 辊系变形计算中的参数确定
• 4.6 非对称轧制时轧辊轴线位移影响函数
• 4.7 本章小结
• 第五章 非对称轧制轧后板形综合计算模型
• 5.1 计算过程
• 5.2 轧制非对称条件下的理论算例
• 5.2.1 来料平直相关计算结果
• 5.2.2 弯辊力不同的相关计算结果
• 5.2.3 轧件非居中位置的相关计算结果
• 5.2.4 来料凸度不同的相关计算结果
• 5.3 辊颈载荷两种处理方式轧后计算结果对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作和发表学术论文