2 050 mm六辊铝冷轧机三维有限元辊系变形分析

基于Marc有限元软件,建立了2 050 mm六辊铝冷轧机辊系三维弹性变形的有限元模型,计算了稳态轧制生产工况,不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力以及中间辊抽动量时的有载辊缝形状.结果表明,采用以上三种板形控制手段,对控制板形和板凸度都有很好的效果,对板形控制和现场生产在线调节板形具有一定的参考价值.     

铝板带冷轧过程中辊系变形的模拟计算

针对铝板带冷轧过程中弯辊力的预设定问题,采用非线性有限元仿真软件ABAQUS建立了辊系的三维弹塑性有限元模型和工作辊的热凸度模型,通过改变模型的边界条件进行有限元求解,分析了板带轧制过程中弯辊力变化对辊系的弹塑性变形影响以及工作辊的热变形特征,并将模拟结果与某厂生产现场采集的数据进行比较。结果表明弯辊力对板形对称缺陷的改善效果明显,并得出弯辊力的最佳设定值约为300 k N;分段冷却使工作辊热凸度减小了约25μm;二者配合使用使工作辊横向承载辊缝值分布趋于均匀,板带板形趋于良好。     

辊型优化技术在宝钢冷轧平整机上的应用

将平整机轧制力和剪张应力横向分布的数学模型。与平整机辊系弹性变形相结合,建立了平整机板形计算理论,在此基础上以前张应力偏差平方和为目标函数优化设计了宝钢冷轧厂ＣＡＰＬ平整机工作辊辊型和支承辊肩部辊型,并优化了弯辊力设定值。产生实验表明,优化辊型提高了平整机的稳定性,因板形不良导致的废次品量、封闭量下降。用该优化结果制定的支承辊辊型磨削加工标准已用于工业生产。     

十八辊轧机板形调控性能仿真分析

为掌握十八辊轧机板形调控性能，运用非线性有限元软件MARC建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性耦合有限元仿真模型。分析了施加-335～490 kN的中间辊弯辊力及中间辊横移量为-125～125 mm时，屈服强度为980 MPa带钢的二次凸度和四次凸度以及工作辊有载辊缝、弹性弯曲、弹性压扁变形的变化情况。结果表明，中间辊弯辊力对承载辊缝的调节能力明显大于中间辊横移量。中间辊弯辊力的二次凸度调节量约为238μm,四次凸度调节量约为78μm。中间辊横移量的二次凸度调节量约为6μm,四次凸度调节量约为2.7μm。中间弯辊力对工作辊边部弹性弯曲与弹性压扁的调控效果明显大于对工作辊中部的调控效果。中间辊横移量对工作辊弹性弯曲与弹性压扁调节能力明显小于中间辊弯辊力，说明了中间辊横移量对承载辊缝和板凸度调节能力小于中间辊弯辊力。     

六辊轧机支撑辊传动对带钢板形的影响分析

提出了六辊轧机的支撑辊传动方式对带钢板形影响的问题,分析了主传动轴对辊系的作用力,运用Ansys有限元软件建立了六辊轧机全辊系有限元模型.考虑了主传动轴重量及轧机弹跳,运用所建有限元模型,仿真计算了静态时辊缝控制模式下带钢的板形.计算结果表明位置控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响可以忽略;轧制力控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响是不能忽略的,在实际生产中需要予以重视.     

弯辊力对带钢凸度影响的有限元分析

应用有限元软件MARC,采用弹塑性有限元法对薄带钢四辊冷轧的轧制过程进行了模拟,并分析了轧后板形.计算模型耦合了支撑辊与工作辊之间受力、工作辊与带钢之间受力及其三者之间的变形问题,减少了计算模型的假设,使计算结果更精确可靠.通过模拟阐述了轧后带钢凸度的特征,得出了弯辊力对轧后带钢凸度的影响,通过对工作辊变形的分析,得出了工作辊变形对带钢凸度的影响.     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。实践证明：该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产。     

薄板平整机负载辊缝的数学模型研究

针对薄带钢平整轧制时厚度薄、压下率小的特点,结合参数修正与非线性回归分析,建立了平整机负载辊缝模型,计算结果表明,该模型符合实际轧制情况,计算精度高,相对误差小,能够准确预报板形。     

两辊平整机轧辊变形协调计算

以宝钢股份特殊分公司的1450mm两辊平整机为对象,以影响函数法及线性函数变形协调理论为基础,研究了轧辊及板带的变形协调关系。通过调整弯辊力,保证带钢在宽度方向受力均匀,实现轧辊在带钢宽度方向上压下变形均匀,以及摩擦磨损均匀。通过编制轧辊变形协调计算程序,实现两辊平整机弯辊力计算的参数化,得出轧制力和带钢宽度B对弯辊力的影响规律。轧辊变形协调计算程序植入平整机二级机控制系统,实现板型自动控制,使目标板型达到7I~9I。     

BP神经网络的弯辊力预设定优化

针对国内某厂六辊单机架可逆冷轧机预设定弯辊力与实际轧制过程中弯辊力偏差较大的问题,采用了BP神经网络对其进行优化,结果其精度比回归的弯辊力模型的精度有显著提高,可使弯辊力预设定精度控制在15%以内,并为实现弯辊力的闭环控制奠定了基础。     

单机架可逆冷轧机工作辊热变形计算

在分析了影响冷轧工作辊热变形的因素基础上,用数值积分的方法计算了冷轧过程中的塑性变形功和摩擦热,进而用简化方法计算了工作辊周向热流,从而确定轧辊表面温度后,采用差分法计算了工作辊内部的温度场以及热变形,并开发了相应的计算程序。用该程序计算并分析了某单机架可逆冷轧机工作辊温度场和热凸度规律,实例证明,该方法精度满足实际要求,为该轧机板形控制提供了分析依据。     

轧制压力设定值的变化对板形影响的研究

本文以普通四辊轧机为例,参照当量弯辊力,以工作辊弹性变形为纽带,定量研究了轧制压力设定值的变化对板形的影响.     

提高1220平整机预测精度模型研究

根据轧件平整轧制时塑性变形量很小,变形沿带材高度不均匀分布的特点,采用沿高度应力均匀分布的平面假设将带来比较大的误差。在引入板形与力学性能综合控制目标函数的基础上,针对平整机的实际特性,在保证成品的机械性能的前提下,以基态弯辊力下带材的出口板形最好为准则,建立了延伸率分配数学模型;同时给出了相应的张力与轧制压力设定方法,并将其应用到生产实践,提高了平整产品的板形精度,具有较大的推广应用价值。     

UCM可逆式轧机板形设定模型的建立

为了提高板形控制精度和自动化程度,结合我国某厂UCM可逆轧机生产实际情况,基于轧辊弹性变形原理建立了影响函数法工作辊弯辊力寻优机制.根据不同带钢宽度、变形抗力、入口厚度、压下率和入口凸度以及轧辊半径计算与目标出口凸度对应的最佳弯辊力,将计算结果进行逐步回归分析,建立了板形设定模型,该模型计算值与影响函数法计算值之差在±20kN内.     

辊缝变化模型在面内弯曲精确成形中的应用

锥辊连续局部不均匀加载面内弯曲是通过对板带施加连续局部不均匀加载实现板带面内弯曲的一种锥辊轧制成形技术。由于成形中锥辊发生的弹性挠动，环形件的成形精度降低。调整初始参数可以有效补偿锥辊的弹性挠动，实现精确成形。而初始参数的调整需要确定锥辊弹性挠动引起的辊缝变化量与初始参数的关系。鲜飞军口’在求解建立的辊缝变化模型时忽略了轧制力随辊缝变化参数的变化关系，导致参数预报误差较大。通过计算迭代求解了轧制力，修正了文献[8]建立的辊缝变化模型，验证了模型的可靠性，同时将模型应用于面内弯曲成形的精确控制。采用两种初始参数调整方法检验了参数的控制精度，结果表明，两种精确控制方法是可行的。     

CVC热连轧机支撑辊倒角的工作性能研究

分析了热连轧机支撑辊大圆弧复合型倒角的设计思想,并以某2250mm常规热连轧精轧机为例,运用基于影响函数法的辊系弹性变形理论,分析了不同支撑辊倒角参数对轧机板形控制性能的影响。结果表明,支撑辊倒角高度越大,承载辊缝横向刚度越大,但还需考虑带钢临界宽度对板形控制的影响;支撑辊倒角高度大的弯辊调控效果要优于倒角高度小的,且随着宽度的增加效果也会越明显;使用较小的支撑辊倒角高度可以在一定程度上改善轧辊磨损的不均匀性。     

NUMERICAL SIMULATION FOR SHAPE OF COLD ROLLING ALUMINUM STRIP ON 4 HIGH MILL WITH ROLL SHIFTED

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｔｈｅｍｉｌｗｉｔｈｒｏｌｓｈｉｆｔｅｄｈａｓｇｏｏｄｓｈａｐｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ,ｉｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｌｄｒｏｌｅｄａｎｄｈｏｔｒｏｌｅｄｓｔｒｉ...     

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借助非线性有限元软件Marc,采用弹塑性有限元方法对十八辊轧机辊系进行了模拟,计算模型对辊系的弹性变形与带钢的弹塑性变形按照接触问题进行耦合分析。利用此模型,得出了轧制力对辊系弯曲变形的影响以及辊系弯曲变形沿轧件宽度方向的分布,并分析了轧机工作辊的不同方向弯曲变形情况,由对计算结果的分析可以为该轧机的辊系设计提供理论依据。     

冷轧带钢平整机高精度高速度轧制力模型开发

与普通冷轧相比,平整轧制压下量很小,轧件的弹性变形和工作辊的弹性压扁对轧制压力分布有较大影响,通常的圆弧形轧辊轮廓假设不再合理。文章推导了分段二次曲线分布压力作用下轧辊弹性压扁量的计算模型,考虑轧制速度对变形抗力的影响,采用卡尔曼理论计算轧件的弹塑性变形,研究开发了冷轧带钢平整机轧制压力模型。轧制力计算值与实测值吻合精度高,计算速度快,表明,本模型可以用作平整轧机的轧制力设定模型。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。