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文檔簡介
1、近年來,隨著工件加工自動化程度的提高,客戶對板材不平度精度要求越來越嚴格。尤其是應用TMCP技術后,板材的矯直溫度降低,材料的屈服強度提高等,迫切需要強度大、剛度高、功能多及自動化程度高的中厚板熱矯直機。影響國產(chǎn)中厚板熱矯直機實現(xiàn)上述要求的主要因素是缺乏先進、完善的矯直模型。 本文以開發(fā)中厚板輥式熱矯直機數(shù)學模型為目標,建立了中厚板熱矯直過程的解析模型;利用某鋼廠引進的新一代十一輥中厚板輥式熱矯直機現(xiàn)場數(shù)據(jù),采用有限元分析軟件對
2、矯直過程進行了模擬研究;根據(jù)模擬結(jié)果對解析模型加以完善并對修正后的矯直模型進行了驗證;最后,對先進的焊接式預應力矯直機機架的應力及剛度進行了計算。論文的主要研究內(nèi)容如下: (1)針對傳統(tǒng)的矯直輥壓彎量及矯直力計算以靜態(tài)梁為分析對象,本文考慮了板材在矯直過程中加載、卸載時的彎曲特點,以及入口處零彎矩點的偏移等因素對撓度的影響,以面積一彎矩第二定律為基礎,建立了以板材總變形曲率為自變量的矯直輥壓彎量解析計算公式。然后,利用顯式動力學
3、有限元軟件ANSYS/LS-DYNA模擬了11mm~80mm之間七種厚度中厚板熱矯直過程,通過模擬過程中矯直輥壓彎量與板材總變形曲率的關系,對前面解析法建立的壓彎量公式中的相應關系進行了修正;利用模擬得到的矯直力對傳統(tǒng)矯直力計算公式進行了修正。最后通過與先進的在線矯直模型計算結(jié)果進行比較,表明文中按不同厚度所建立的壓彎修正模型可以滿足生產(chǎn)要求。 (2)彎輥機構(gòu)已普遍應用于先進的中厚板輥式熱矯直機中,但彎輥量的確定及彎輥力的計算目
4、前鮮有資料介紹。本文假設,板材縱向纖維在零彎矩點之間的彎曲,是由壓下機構(gòu)和彎輥機構(gòu)分別作用的彎曲疊加而成,故可對彎輥導致的板材彎曲單獨進行分析;并提出板寬內(nèi)各縱向纖維總變形曲率相同的原則,確定彎輥后板材的最大總變形曲率,進而得到彎輥量、彎輥力,從而建立較為全面的彎輥解析模型;并參照壓彎量、矯直力修正函數(shù)對彎輥解析模型中的相應關系加以修正。最后通過與先進的在線矯直模型計算結(jié)果進行比較,表明文中所建立的彎輥修正模型可以滿足生產(chǎn)要求。
5、 (3)板材在熱矯直過程中連續(xù)反向彎曲次數(shù)多、壓彎量小、溫度相對較高等因素,造成變形過程中的彎曲曲率與壓彎量、板材內(nèi)部變形等關系難以通過儀器直接測量獲得。利用顯式動力學有限元分析軟件對整個矯直過程進行模擬計算,分析板材在矯直過程中及矯后應力的分布狀況,得到板材在前端、后端、邊部以及中部的相應特征;通過不同厚度板材在不同壓彎量下的變形分析,得到壓彎量對板材沿厚度及長度方向塑性變形的影響規(guī)律;通過彎輥與無彎輥矯直時板材所表現(xiàn)出來的變形特點分
6、析可知,彎輥矯直可使板材縱向纖維沿寬向得到不同延伸變形;通過矯直輥不同的壓彎量設置,研究板材不平度的分布規(guī)律。 (4)預應力機架可以提高機架剛度,過去常用于小型棒線材軋機或鍛壓機上。本文利用有限元軟件ANSYS,完成了焊接結(jié)構(gòu)的閉式機架、預應力機架的應力與剛度的分析及比較,為大型機架使用預應力機架來提高剛度、降低成本提供了可行性分析。 全文通過中厚板輥式熱矯直過程的研究及數(shù)值模擬,分析了矯直輥的不同設置對矯直過程中板材的變形、矯
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