变厚度板材是一种沿轧制方向厚度不断变化的板材产品,其拥有连续的力学性能和良好的减重效果。本课题拟利用解析法、实验的方法,分析变厚度板材在轧制过程中的轧制力规律,研究变厚度轧制过程中的轧制力控制策略,建立变厚度轧件的轧制力模型,并通过实验轧机上进行变厚度实验轧制。(1)采用“以抛物线代弧”的方法分别求解了趋厚轧制、趋薄轧制I区和趋薄轧制Ⅱ区的轧制力平衡微分方程。(2)给出了变厚度轧制接触弧为抛物线时的变形区轧件各断面水平速度分布方程,该方程为求解变厚度轧制力平衡微分方程的必要条件。(3)将力平衡微分方程和接触弧的水平速度方程和过渡区的速度匹配方程联立并考虑张力边界条件,求解了接触弧为抛物线的变厚度轧制变形区单位压力分布函数。(4)由于力平衡微分方程的通解包含复杂的积分项,因此采用了数值方法对其进行求解。利用Mathematica数学软件的计算功能获得了不同初始条件下的变厚度轧制单位压力分布函数和轧制力。(5)通过希契科克公式和考虑轧辊弹性压扁轧制理论结合变厚度轧制的过渡区形状因子等因素建立趋厚和趋薄轧制考虑轧辊弹性压扁的理论模型。(6)通过变厚度轧制考虑轧辊弹性压扁的具体步骤求解考虑轧辊弹性压扁时的趋厚、趋薄轧制的接触弧方程以及轧制压力分布方程。(7)利用Mathematica软件编程和循环迭代程序求解出考虑轧辊弹性压扁时的趋厚轧制和趋薄轧制的最终轧制力。(8)分析了不同名义出口厚度、不同摩擦因子对变厚度轧制的轧制单位压力分布的影响。分析了沿过渡区的轧制力变化规律以及过渡区形状因子对变厚度轧制力变化影响规律。分析了轧辊迭代半径以及轧辊弹性变形对过渡区轧制力的影响。(9)利用卷取式四辊可逆式冷轧实验机组进行冷轧变厚度薄板实验,轧后轧件厚度尺寸准确,验证了变厚度轧制的可行性。(10)采集冷轧变厚度板轧制过程过渡区和轧制厚区和薄区的实验数据,将相同初始条件下的变厚度轧制轧制力理论计算值和实验实际值相比较,发现二者的误差在5%左右,证明了本文推导的理论计算结果是可信的。分析了理论计算值和实验值之间存在差异的原因,认为计算轧制力时采用的模型对摩擦峰的估计是造成轧制力差异的原因。将理论值和模拟值作比较,发现二者的误差在5%左右,证明理论推导对实践指导是有意义的。(11)发现了趋薄轧制结束点和趋厚轧制开始点轧制力突变的现象,并解释了产生该现象的原因。认为轧制过程临界点的转变、变形区长度的变化及轧辊垂直运动状态的改变是造成轧制力突变的原因。