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鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第6 頁(yè)
附錄
中文翻譯
四輥軋機(jī)上的板形控制模擬
形狀和輪廓是板材的重要指標(biāo),對(duì)于板帶軋機(jī)斑形控制是主要的技術(shù).對(duì)于板形控制的研究對(duì)于板形控制和軋制技術(shù)的發(fā)展有主要意義.在CVC軋機(jī)上,冷軋的板形控制可以被模仿在Ref[1]中.因?yàn)殛P(guān)于缺陷區(qū)域的形成金屬側(cè)邊的影響沒(méi)有被考慮.在CVC冷軋機(jī)上三維塑性板形控制沒(méi)有被準(zhǔn)確分析.4輥熱連軋的板形控制正在研究中.Ref[2]和Ref[3]關(guān)于缺陷區(qū)域的形成,金屬側(cè)邊流的影響也沒(méi)有被考慮.沿著厚度方向,缺陷和壓力的分布被認(rèn)為是均勻的,它們不能被用于熱軋薄板或厚板軋制.FEM適于模仿熱板連軋的過(guò)程Ref[4].因?yàn)檐堓伇徽J(rèn)為是堅(jiān)硬的,在板帶三維塑性缺陷和軋輥的彈性缺陷區(qū)之間的聯(lián)系能夠被準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí).在某種意義上講,軋制過(guò)程的模擬是可以被執(zhí)行的.在這種研究中,有限元法被用于準(zhǔn)確的分析板材的三維缺陷區(qū),影響系數(shù)法被用于分析軋輥的彈性缺陷的熱缺陷.此外,在四輥CVC軋機(jī)中,這兩種方法的結(jié)合構(gòu)建了板形控制的數(shù)學(xué)模型.在四輥CVC板帶軋機(jī)上,板形控制可以被模擬. Ref[5].由于沒(méi)有考慮沿厚度方向,缺陷和壓力的變化.
1. 理論模型
1.1三維板材塑性缺陷----有限元法
有限元法的基本假設(shè):(1)軋制過(guò)程關(guān)于XOY平面是穩(wěn)定的且對(duì)稱(chēng)的,因此,因下面的分析和假設(shè)只考慮對(duì)稱(chēng)的XOY平面的上半部分.(2)板材在輥縫中是硬塑性的和有彈性的.
在圖1.1中所展示的軋制缺陷區(qū),根據(jù)在圖1.2中的方法,被分成了曲面線型元素沿著板展方向.在圖1.1中是工作輥的半徑,L是缺陷區(qū)的長(zhǎng)度; 是板材入口厚度和出口厚度;是板材入口寬度;是寬展量.在其他位置的縱坐標(biāo).在進(jìn)口(X=0)板材元素被表示Y(i=0,1,2,…n).在其他位置.縱坐標(biāo)在其他位置是不知道的.為了數(shù)字分析和假設(shè)的方便,在坐標(biāo)系x,y,z被貼在坐標(biāo)系為的平面中,入圖3所示,在缺陷區(qū)中,側(cè)面的換置功能和金屬高度換置功能被假定是:
(1) 從Ref[10].和Ref[11].有:
,是在缺陷區(qū)(X=1)的出口處的側(cè)面和高度置換功能.
在坐標(biāo)系中,長(zhǎng)條元素寬度是:
和沿著側(cè)面方向被示為第三少量的功能,假定沿著高度方向是二次曲線,如圖1.3所示.而且被在第0行,第1行和第2行未向替代方法解決.出口分別是側(cè)面和高度的換置和節(jié)派的衍生物.
和使和第一衍生物和第二衍生物滿足,且是連續(xù)的.根據(jù)和(i=0,1,2…n; j=0,1,2…n).取決于重現(xiàn)方法.因此有個(gè)未知參數(shù), 和（i=0,1,2..n;j=0,1,2）在Ref[10].- Ref[13].中，根據(jù)連續(xù)、體積和理論的原理。前張力和后張力能被得到：分別是交叉橫截面入口橫截面；分別是面積和平面的長(zhǎng)度坐標(biāo)系；分別是平均前后張力，E是板材的柔性度；V是板材系數(shù)是長(zhǎng)度壓力系數(shù)。且能根據(jù)多項(xiàng)式作用被表達(dá)出來(lái)，當(dāng)入口板材很好，。
以塑性方程中，屈服條件和連續(xù)體積原理，在缺陷區(qū)域中的三維壓力可被解決。從不同的平衡方程中，在缺陷區(qū)的進(jìn)口和出口處的壓力邊界條件和在邊界面的壓力邊界條件是：在和方向中，是普通的應(yīng)力和剪應(yīng)力，是交界面處的普通應(yīng)力；是在三個(gè)方向交界面的普通應(yīng)力的余弦。在缺陷區(qū)中，用有限元法單位軋制力能夠被計(jì)算。
1.2軋輥的彈性缺陷區(qū)-影響系數(shù)法。
在軋輥的長(zhǎng)度范圍中，輥身用和的中央縱線的單位寬度區(qū)域分為節(jié)。下載的圖表和劃分軋輥的部分在圖4和圖5中所被顯方出來(lái)。是上工作輥調(diào)節(jié)距離。時(shí)是凹形輥縫，是凸形輥縫，是單位寬度軋制力。是工作輥和支承輥之間的接觸壓力。是工作輥和支承輥的彎曲應(yīng)力；分別是左右兩側(cè)的支反力。整個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)正好在左邊壓力點(diǎn)之下，即軸線超過(guò)了左邊支持點(diǎn)。
工作輥和支承輥軸線錯(cuò)位表示為：在工作輥與支承輥間的彈性平坦度。被用一半空間輥體模型，如下：
在工作輥和支承輥之間的變形能力方程是：
工作輥計(jì)算模型是：
板材橫向分布是：
是下段輥，是工作輥和支承輥的偏移影響系數(shù)，并且表示了在點(diǎn)的偏移，其由作用在點(diǎn)的單位力引起的。是工作輥和支承輥的彎曲應(yīng)力系數(shù)，表示了被單位彎輥力引起的在點(diǎn)的偏移。是工作輥?zhàn)笥夷┒说妮S線錯(cuò)位。是左端壓力支承點(diǎn)和工作輥?zhàn)蠖碎g的距離。是工作輥和支承輥間的軸線偏移，分別是工作輥和支承輥間的平坦系數(shù)和平坦度。是工作輥和支承輥頭；是最初的輥頭和熱輥頭和更低的工作輥，是上下輥的硬度替換之和，并且取決于機(jī)架和其他載荷零件；是軋輥原始輥縫。
把方程（12）和方程（14）代入方程（16），就構(gòu)成了個(gè)方程組。與此同時(shí)，加入里的平衡方程和工作輥的工作時(shí)間，因此方程的總數(shù)是個(gè)。在方程組中，方程（15）和方程（16）代入方程（19），然后軋制板材的厚度能夠被解出。
1.3關(guān)于四輥CVC軋機(jī)板形的模型分析和計(jì)算，對(duì)于四輥軋機(jī)形狀流的分析和計(jì)算被表示在圖6中。三維的塑性缺陷區(qū)分析被用于確定橫軸的單位寬度的壓力的分布。前張力是后張力是等。軋輥彈性缺陷區(qū)的分析用于確定在工作輥和支承輥之間的接觸應(yīng)力和有載輥縫的形狀（即出口板材厚度的橫軸分布情況）。在某種特定的情況下，出口形狀（的橫軸分布）是能夠獲得的。
基于對(duì)于4輥CVC軋機(jī)的實(shí)踐，已經(jīng)研究了板形控制。板材進(jìn)口寬度是1235。進(jìn)口寬度是39.214，出口厚度是24.477。板材進(jìn)口屈服強(qiáng)度是100。進(jìn)口板材屈服是700。前張力是186.50，后張力是0。工作輥的彎曲力1077。工作輥有一個(gè)直徑850，寬為2250的工作輥，支承輥的直徑為1500，長(zhǎng)度是2050，在工作輥兩端彎曲力間的間隙是3150。最大和最小工作輥直徑是1300。最大和最小工作輥直徑是15998。工作輥之間空間CVC工作輥的最初移動(dòng)距離是-10，CVC工作輥的移動(dòng)距是-95。
2.1通過(guò)工作輥的移動(dòng)的板形控制的模擬
圖7中顯示了出口板材頭部的橫向分布和在條件為為1077下的單位寬度軋制，是-75，-25，25，75，隨著寬度的增加，極劇減少。的橫向變化更加迅速。
圖8中.顯示了在條件為為1077下的分布，是-75，-25，25，75，隨著增加的橫向差在=-75從33增加到=75時(shí)的75。對(duì)原板材這一點(diǎn)很明顯，頭部的變化越大，對(duì)的影響越大。
2.2工作輥彎輥特點(diǎn)的模擬
圖9中顯示了，和間的聯(lián)系。隨著的增加，的變化很小，的橫向變化增加，但的影響比更弱。
圖10中顯示在為-95，是0，300，600和900的條件。的橫向分布。的橫向增加，尤其在邊部。
2.3關(guān)于形狀和板材頭部的寬度的影響
為了研究熱軋板材的形狀和頭部的寬度影響，并消除了其他影響因素，在模擬中，是10（即），是0，在相同比例下是變化的。
圖11顯示了對(duì)于不同的；和的分布。隨著的增加，先是增加，然后減少。在=1635時(shí)，（=274.355）。同時(shí)軋輥間隙分布變得更加均勻。此外隨著增加，的橫向差先是減少然后增加，向摩擦力隨著的增加，作用寬度增加，使橫向變化增加。
圖12中顯示了在不同下的分布情況，的橫向差先是減少然后的變化很小，甚至寬度和厚度不斷成比例增加，板材的壓力和缺陷沿著高度方向的變化并不明顯。
3結(jié)論
（1）.隨著增加，極劇減少，的橫向差增加。隨著增加，輕微減少，的橫向差別增加，尤其左邊緣，隨著增加，先是增加然后減少，同時(shí)輥更加平坦。橫向差則先減少然后增加。
（2）.關(guān)于板形和頭部，的影響是很大的，它適于板形和板材頭部的預(yù)設(shè)定，關(guān)于板形和板材頭部影響的很小，他適于板材形狀和頭部的在線調(diào)整。