超薄快速铸轧过程轧制压力分布的数学模型与实验研究（Ⅰ）——铸造区轧制压力分布的数学模型

超薄快速铸轧速度可达常规铸轧速度的十几倍,甚至二十几倍,在快速铸轧条件下铸造区长度将增加,其轧制压力分布对总轧制力的影响就不可忽略。因此建立该区的轧制压力分布模型是必须的,本文利用切块法推导出超薄快速铸轧过程铸造区（结晶区）内微元体静力平衡微分方程,并利用龙格-库塔法对该微分方程进行数值求解,即可求出铸造区轧制压力分布,该模型同样适用于常规铸轧条件。     

超薄快速铸轧过程轧制压力分布的数学模型与实验研究(Ⅲ)——铸造区与轧制区轧制压力仿真研究

在建立了铸造区，轧制区轧制压力模型的基础上，对常规铸轧条件进行了仿真计算，计算结果与实测数据相吻合，从而验证了模型的正确性，在此基础上，对超薄快速铸轧条件进行了虚拟仿真研究，研究结果表明：不增强铸轧辊内，外冷却能力的条件下，而仅仅减薄铸轧 板坯厚度即可提高铸轧速度，在其它工艺参数保持不变，且保持出口温度与常规铸轧时基本相近的出口温度时，铸轧 厚度 薄时轧制压力比常规铸轧高，随着铸轧速度与铸轧区增大，铸轧坯厚度减薄，铸轧 辊径增大，轧制压力峰值增大。     

平整过程中异步轧制轧制压力计算模型

平整过程中由于带钢下表面平整液滴落导致带钢出现上下表面摩擦因数不同的异步轧制现象,使用平整过程的轧制压力模型预报平整异步轧制过程中的轧制压力时精度不高。为此,针对普通工程适用的平整轧制压力模型计算平整异步轧制轧制压力误差较大的问题,提出适用于异步轧制的轧制压力计算方法。考虑到异步轧制的工艺特点与设备的实际工况,首先分析带钢上下表面润滑条件差异性和受力变形情况,建立变形区的平衡方程和单位轧制压力计算方程。其次研究了异步与同步轧制上下轧辊压扁的差异性,根据上下轧辊轧制过程中变形的几何关系和弹塑性力学理论,确定了变形区各参数的计算方法。在此基础上,采用迭代方法提升计算模型精度,建立了适用于平整机组异步轧制过程的轧制压力计算模型,同时给出了带钢上下表面摩擦因数返算方法。最后,为了验证模型的准确性,利用国内某平整机组的设备参数和实际生产过程中的典型规格带钢工艺参数,对比不同润滑条件下本轧制压力模型理论计算值与工程适用的平整轧制压力模型计算值和现场实测数据。结果表明,提出的平整过程中异步轧制轧制压力计算模型能适用于异步轧制情况下的轧制压力计算,与工程适用的平整轧制压力计算模型相比误差减小5%,具有...     

热轧轧制压力横向分布规律及预测模型

 轧制压力横向分布规律对快速轧辊轧件一体化模型的建立、轧辊磨损及辊形预测具有重要的意义。为简洁有效地描述轧制压力横向分布,提出了轧制压力横向分布表征指标,即边中比、高次程度、一次非对称度及三次非对称度。通过有限单元法建立了轧件三维弹塑性变形模型,并根据实测数据对模型边界条件进行设置,研究了不同因素影响下的轧制压力横向分布规律。考虑到各生产因素对轧制压力横向分布的影响不完全独立,不易获得函数表达式,以多组工况下有限元仿真结果为基础,建立多生产因素影响下的轧制压力横向分布人工神经网络预测模型,为轧辊轧件一体化快速计算模型的建立奠定了基础。     

异步轧制变形区单位压力纵向分布的实验研究

本文通过实测,研究了同径异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,单位压力沿纵向的分布规律,并系统地分析了各轧制参数对张直异步轧制和无张力异步轧制单位压力分布的影响。结果表明,异步轧制单位压力分布仍具有峰值;搓轧区占变形区比例x越大,异步轧制的降压效果和摩擦峰的削减作用越大;张直异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,两辊侧单缸压力分布基本相同,但在无张力异步轧制时,普遍存在两辊则单位压力分布不对称现象。以上问题的研究,对更深入地认识异步轧制的力学特征,完善异步轧制理论具有重要意义。     

基于奥洛万微分方程的变厚度LP板轧制力模型

 纵向变厚度LP板是钢铁减量化轧制中的典型产品。轧制力模型是变厚度轧制过程关键模型,直接决定产品尺寸精度。通过引入剪切摩擦与奥洛万平衡微分方程,建立变厚度轧制LP板中各个变形区的应力表达式。改变轧制参数以观察变形区内轧制力变化规律,理论计算结果表明,轧制变形区轧件出口位置由楔形角决定,入口位置及轧制力峰值则与压下量有关;同一压下量下趋厚轧制力峰值小于普通轧制,趋薄轧制力峰值大于普通轧制。     

平整轧制力模型分析

针对八钢1535单机架平整机的生产工艺特点,以轧件和轧辊接触表面的边界条件为依据,建立了单位压力的平衡微分方程式.考虑平整轧制时轧件的弹性变形,将变形区划分为弹性区和塑性区,根据轧件的变形和表面平衡方程导出轧制压力沿轧件接触弧的分布公式;利用边界条件,确定了轧件与轧辊的接触弧长;通过对各个变形区轧制压力分布的积分,得出计算总轧制压力的公式,从而建立了计算轧制压力的实用模型.并结合现场实际对模型进行验证与分析,从而确立了较为准确的平整机轧制力控制模型,也为机组产品质量精度等级的提高、板形调控及辊形优化提供了坚实可靠的基础.     

轧机辊间压力和轧制压力分布函数解析

通过对轧辊变形及轧辊间接触条件的分析，证明了辊间压力和轧制压力多顶式分布假设的局限性。根据压力耦合求解模型导出了试验结果吻合的轧制压力和辊间压力分布函数。     

非对称条件下板材轧制压力分布的计算

针对轧件来料横向厚度分布左右不对称时造成轧制压力横向分布不均匀的情况,引入非对称函数以拟合轧件入口、出口横向厚度分布规律,通过变分法推导出非对称条件下板材出口横向位移模型;借助条元法和全辊系弹性变形模型,进行迭代计算,得到非对称条件下板材轧制压力的分布。根据某厂四辊铝带连轧机实际轧制的情况,针对平直件、凸形件和楔形件三种典型的板材来料情形,通过仿真结果,讨论了板厚、板凸度和横向板厚差对轧制力横向分布的影响。     

热连轧机轧制压力数学模型

以生产现场的钢作为样本,采用恒应变速率凸轮塑性计,测定热轧条件下的流动应力,并建立较全面地考虑变形条件和化学元素的影响及其交互作用的流动应力模型。以此为基准,采用现场实测轧制数据回归得到轧制压力模型,并投入计算机在线控制生产,成功地代替了原模型,轧制过程稳定,带钢头部厚度精度高,经济效益显著。     

异步轧制搓轧区几何参数

为研究异步轧制搓轧区的几何参数,根据力平衡方程和秒流量相等的原则,建立了无张力条件下不同变形区组态的中性角和搓轧区比例计算模型,并按中性角取值对不同变形区组态进行划分。在三区组态的条件下,分析讨论了异速比、摩擦因数、轧件厚度和压下率对搓轧区比例的影响。搓轧区比例是决定异步轧制在降低轧制力、最小可轧厚度和得到细化组织工艺条件的重要参数,搓轧区比例计算模型的建立,为异步轧制工艺参数的设定提供了理论依据。中性角和搓轧区比例计算式经过试验验证,与实际值吻合。     

冷轧带钢轧制力高精度快速仿真模型的研究

采用微分单元法，考虑了轧辊和轧件的弹性变形，导出了冷轧生产中的轧制压力模型，避免了复杂的微分方程求解。同时采用有限元法对经典轧辊压扁半径和变形区长度公式进行修正，汲取了有限元法的准确性和解析模型快速性的优点。此模型采用较小的自适应系数即可用于实时动态仿真。仿真结果与轧制压实测值吻合较好，该模型在冷轧生产中具有重要的意义。     

温度模型对中厚板轧制压力预算精度的影响

通过建立的中厚板轧制压力3种预算温度模型对Q235钢（/%:≤0.22C,≤1.40Mn,≤0.35Si）200mm铸坯经12道次轧成20 mm板的各轧制道次轧制压力进行预算模拟,分析轧制温度模型对中厚板轧制压力预算精度的影响。结果表明,轧制温度模型通过轧件变形抗力对轧制压力预算精度产生影响,在中厚板轧制时,采用轧制温度模型△t=24Z[(t+273)/1000]⁴/h对轧制压力进行预算的精度相对稳定且误差相对较小,为0.67%~12.41%。     

三轧线材轧制压力测试分析

用电阻应变法对马钢三轧线材车间Ｋ９、Ｋ１４机架思轧制压力进行测试，并对测试结果进行分析，初步了解了两机架轧制压力的情况以及温度对轧制压力的影响。     

极薄箔带轧制的适轧厚度理论及数值模拟

 微制造、微电子行业的小型化、轻量化和移动化的发展方向需要厚度更薄、尺寸精度更高的极薄和超薄金属箔材，极薄和超薄金属箔材制造技术越来越重要。极薄带轧制试验及生产实际中,Stone最小可轧厚度公式有较多不合理之处。通过有限元模拟得到不同厚度极薄箔带在不同压下率时的接触轮廓与轧制压力变化规律，为Stone最小可轧厚度赋予新含义，即表示在极小压下变形量条件下是否存在中性区的临界厚度值；建立了极薄箔带适轧厚度解析计算模型，即根据轧制力条件和箔带厚度可计算出其单道次能够获得的最大压下量，为已有轧机确定产品规格范围并制定轧制规程及为设计轧机时确定轧辊直径和力学参数提供理论指导。     

用显式动力学有限元法分析压下率对板带轧制压力分布的影响

采用大型商用显式动力学有限元分析软件Ansys/LS-DYNA模拟了板带轧制过程，所计算的变形区轧制压力分布与相关实验结论符合较好，证明显式动力学有限元法可有效地用于分析板带轧制压力分布。     

无张力冷轧薄板异步轧制的无摩擦峰理论

本文提出了无张力冷轧薄板异步轧制的无摩擦峰理论,得到了计算异步区大小的公式、单位压力沿接触弧分布的公式、轧制力的公式,理论计算轧制力和实验结果十分接近。     

铝材轧制加工过程中的摩擦特点及其影响

摩擦在铝材轧制生产过程中起着至关重要的作用，它影响着产品质量、轧辊的磨损和轧制过程的力能消耗。本文在分析铝材轧制过程摩擦特点、摩擦磨损机理的基础上，着重分析了摩擦对轧制过程、轧制压力、变形区、最小可轧厚度和产品质量的影响。采取合适的工艺润滑，是减少摩擦与磨损，降低轧制压力，提高生产效率和产品质量的有效途径。     

高韧性热轧管线用钢轧制压力模型

在热模拟机上进行高温压缩试验，测定了热轧管线用钢在单道次，多道次等不同条件下的变形抗力，并研制了相应的变形抗力模型及残余应变模型，综合测定了此种钢在１７００ｍｍ热连轧机上试轧时的轧制力及有关数据，利用实测压力逆算应力状态影响系数，建立了精轧各机架应力状态影响系经验模型。     

适用于厚件(1/h<1)轧制时的三个轧制压力计算公式

目前,在众多的轧制压力计算公式中,适合于厚件轧制使用的不多。有些公式可以用于计算厚件轧制压力,但缺乏理论上的充分依据。其原因在于影响厚件轧制压力的主要因素不是轧件与轧辊接触面上的摩擦条件,而是外端的影响。也就是说厚件轧制时,几何塑性变形区与物理塑性变形区相去甚远。迄今各种条件下的厚件轧制其物理塑