熱軋帶鋼板形理論及金屬變形研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化熱軋帶鋼板材加工技術(shù)向著高度自動化的方向發(fā)展，對軋制帶材的板形、尺寸精度和綜合機械性能的精確控制顯得越來越重要。深入研究探索帶鋼熱軋過程的板形理論及金屬變形行為對實現(xiàn)高精度控制板形和提高帶材性能具有重要意義。 輥系變形是板形理論中的重要內(nèi)容，準確計算軋輥彈性變形是實現(xiàn)合理設計原始輥形和良好板形控制的前提之一。熱軋帶鋼金屬熱模擬實驗可以較為真實地反映實際生產(chǎn)過程中的金屬變形抗力，對于進一步精確確定軋制工藝參數(shù)和力能參數(shù)，

2、以及制定更加合理的軋制工藝制度有重要的工程意義，同時為實現(xiàn)軋制過程模擬提供可靠的依據(jù)。模擬與分析帶鋼變形時金屬三維流動的規(guī)律，可以尋求變形過程應力沿帶材各個方向的分布與多重軋制因素之間的關(guān)系，對于控制軋后帶材板形和尺寸精度具有一定的科學意義。 本文具體研究方法為：以板坯尺寸150×800×9500mm經(jīng)二輥可逆粗軋至中間坯22×800mm×l，再經(jīng)四輥七機架連軋至3.0×800mm×L的軋制工藝和生產(chǎn)設備為研究對象，分別利用簡支

3、梁法和彈性力學有限元法對軋制該工藝時的二輥粗軋機軋輥和四輥精軋機工作輥的彈性變形進行計算研究；采用Gleeble-1500熱模擬實驗機對上述帶材（鋼種為Q345）的試樣進行拉伸實驗，并對測得的不同溫度和不同變形速度條件下的金屬變形抗力進行分析；結(jié)合彈塑性和剛塑性有限元法基礎理論，運用ANSYS大型有限元分析軟件，對粗軋和精軋過程分別進行二維和三維有限元模擬，并對軋制變形過程的金屬流動行為及應力分布等進行討論。 采用有限元法和簡支

4、梁法對軋輥彈性變形進行計算，得到的結(jié)果均可反映軋輥軸線撓度變化狀態(tài)，而有限元法的結(jié)果更為清楚細致，尤其對于四輥精軋機組，有限元法還能夠得到工作輥在受力變形后的承載輥縫形狀，可以直接反映軋后帶鋼的板形。粗軋過程二維有限元模擬得到的變形區(qū)中部的應力分布較為均勻，而在咬入和拋出階段的應力變化較為劇烈，得出的軋制壓力沿接觸弧上的分布規(guī)律與實際情況較為吻合，計算出的軋制壓力較工程算法更為精確，增加有限元網(wǎng)格密度可以得到更為準確的軋制壓力；對精軋過

5、程進行三維有限元模擬，得出了軋制過程中各個時刻的應力應變動態(tài)變化和金屬流動結(jié)果，模擬出的帶鋼寬展及其分布規(guī)律與實際情況一致，軋后板頭出現(xiàn)的舌形也與實際吻合，摩擦系數(shù)的增加會引起金屬寬展的增加，更加復雜的邊界條件易導致計算過程不收斂，并會大幅度增加計算時間和消耗計算機資源。 綜合運用以上方法對帶鋼熱軋過程進行深入研究，有助于合理設計軋輥輥形、準確確定軋制工藝參數(shù)和制定壓下規(guī)程、預測分析軋制過程金屬流動行為等，對于帶鋼板形的智能控制