网学网为需要机械模具设计的朋友们搜集整理了有限元法在模拟带刚轧制过程中的应用相关资料，希望对各位网友有所帮助!
5 板形影响因素 5.1 轧辊的影响 1）轧辊材料的影响 在分析的过程，分别对轧辊定义为弹性材料、刚性材料进行了两次模拟分析，在分析结果（带钢上的应力分布和位移场）的对比中发现了一些不同，见图5-1。轧件上应力和应变分布和位移变化的不均匀性只在边部才表现得很明显，而在板的中部表现的得很均匀，弹性轧辊轧制与刚性辊轧制时相比变形的不均匀程度和不均匀范围的都扩大了，而且轧件的厚度、精度等指标都减小了，低于要求的指标，这些现象都是由于轧辊发生弹性变形造成的。可见轧辊弹性变形对轧件变形的影响很大。轧辊的弹性越差，刚度越好，轧制完成后轧件的精度和各项指标就会越好。
轧制力在带钢上的分布状况与带钢内的应力分布状况从波动状况上讲是相似的，其分布情况可以参照上面图5-1所示应力曲线。产生上述变形和轧制力分布不均匀的主要原因是轧辊非刚体和带钢边部为自由端的缘故，这样在板边部金属所受的侧向阻力比中部要小的多，易发生横向流动，从而造成边部变形不均。模拟结果还能表明当轧辊刚性很大时，轧件中部变形和受力是比较均匀的，只有边部很小一个区域发生横向流动和轧制力分布不均，但轧件作为一个整体，边部的不均匀变形和受力最终会影响整个断面的应力应变分布状态，从而造成板形不良。所以边部不均匀变形和受力的范围、程度虽小，在板带轧制理论的分析中也是不能够忽略的。 2）轧辊直径的影响 轧辊直径是板形计算的重要参数之一，研究轧辊直径的变化对轧件变形的影响是进行轧机设计和板形分析的重要基础。本文在保持其它轧制参数不变的前提下，选择了三种辊径分别为：，560mm，600mm进行了模拟计算。 从计算结果看出，辊直径的变化对轧件三维变形的影响并不大，增大辊径就相当于增大了接触弧的长度，使金属更易向边部流动。而且增大接触弧对于有缺陷的板带来说能够改善接触状态，调整板形，减小缺陷的程度。由于在实际生产中轧辊直径不会经常大范围改变，因此，这个结论只能作为轧辊设计和选用时的参考。 5.2 来料的影响 5.2.1 来料厚度的影响 在压下量一定的情况下，轧件的来料厚度对金属的变形率有着决定性的作用。本文在其它轧制条件不变的情况下，模拟计算了三种来料厚度的轧制过程，厚度分别为：，3.0mm，4.0mm，压下量，相对应的压下率分别为：40%，33.3%和25%。 对模拟结果进行分析对比得知：当压下量固定不变时，随着来料板厚的增加，轧件厚向位移和横向位移都略有减小，在边部表现得更加明显，即边部应力减小，从而减薄现象减弱，而且板厚、板宽趋向均匀。这个现象可以这样来理解，当板厚增加时，在压下量相同的情况下，压下率将会减小，使厚向变形和位移渗透到板带中心处更加困难，从微观的角度受到压下的金属向边部流动时需带动更多的中部金属单元体一起变形，流动的阻力就会增大，边部的横向流动也就会减小，厚向压下因此减小，即边部减薄减小，边部金属变形就显得比较均匀了。同样的道理，板越厚金属流动起来就越困难，所以随厚度的增加，轧制力是相对减小的，轧件纵向即轧制方向的应变量逐渐减小，而且边部和中部的应变差减小，产生变形的金属向外部各向流动的程度也就会减小，这样轧件延伸就会更加均匀。 5.2.2 来料宽度的影响 来料板宽的变化对金属的流动也有着很大的影响，特别是横向流动。同样，本文在其它轧制条件不变的情况下，选择了三种板宽，1100mm，1200mm进行了模拟计算，并结果进行了分析对比，发现板宽的变化对轧件的三维流动影响并不是很大，只是在受约束较小的边部，随着板宽的增加，厚向位移和横向位移的值减小，这是因为板宽度越大，压下的金属向边部流动受到的阻力就越大，因此横向流动量减小，从而压下量也随之减小。其横向轧制力的分布，随着板宽的增加，在整个板宽方向都是增加的，这对轧件的纵向应变影响比较明显。 5.3 摩擦系数的影响 轧制过程中摩擦条件的确定一直是轧制理论中的重点及难点，摩擦系数对轧件变形的影响关系也没有确切的定量分析。 本节在其它轧制条件不变时，计算了三种静摩擦系数，0.25，0.3时轧件的变形情况。从结果中可以分析出，随着摩擦系数增大，轧件厚度方向应力略有增大，但在边部变化情况却恰恰相反，但是应力分布的变化并不明显，应该是可以忽略不计的。摩擦系数对轧件变形的影响主要体现在横向流动上，当摩擦系数增大时，横向位移量是减小的。观察应力分布图可看出，在距板边部，金属的变形是不随摩擦系数的改变而变化的。观察轧制力曲线还可看出，轧制力是随摩擦系数的增大而增大的，且分布出现较大波动，所以从为获得均匀分布的轧制力，使轧件和轧辊受力均匀的角度来看，改善轧制时的润滑条件，减小摩擦系数是有利于轧制过程进行的。 5.4 压下量的影响 压下率，即压下量是反映金属变形的重要指标之一。本节模拟计算了其他参数不变（包括来料厚度相同）时，压下率，33.3%，40%时轧件的变形情况，对应的压下量分别为，1.0mm，1.2mm。 从结果中可以看出压下率对轧件尤其是边部变形的影响是很显著的，随着压下增大，带钢边部的应力分布明显增大，边部横向流动明显增大，纵向应变的不均匀性也增大了，这是因为压下率增加时接触弧长度也增加了，由于横向剪切所引起的约束减弱之后宽展量必然增加。随压下率的增加轧制力总体上是增大的。所以，减小压下率能减小金属横向流动，降低轧件金属纵向应变不均的程度，从而对保持好的板形是有利的。 | ||
| 本站发布的计算机毕业设计均是完整无错的全套作品，包含开题报告+程序+论文+源代码+翻译+答辩稿PPT | ||
本文选自计算机毕业设计http://myeducs.cn
|
