【摘 要】
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国内外大量的学者、专家针对复合板的研究概括起来主要是:不同的工艺参数,工艺方式对轧后板材的组织结构、力学性能、结合强度、复合界面的微观形貌、界面两侧的材料成分和强度硬度规律等的深入研究,相关的成果也应到了生产实践中;针对轧机振动的研究主要集中在四辊、六辊轧机上,从本质上来说,国内外关于轧机振动问题的研究都可以归结到轧机结构与轧制过程的耦合中,即辊缝的变化与轧制工艺参数、力能参数的相互影响、不断激发
【基金项目】
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国家重点研发计划项目《基于数据驱动的智能化大型轴类楔横轧装备》;
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国内外大量的学者、专家针对复合板的研究概括起来主要是:不同的工艺参数,工艺方式对轧后板材的组织结构、力学性能、结合强度、复合界面的微观形貌、界面两侧的材料成分和强度硬度规律等的深入研究,相关的成果也应到了生产实践中;针对轧机振动的研究主要集中在四辊、六辊轧机上,从本质上来说,国内外关于轧机振动问题的研究都可以归结到轧机结构与轧制过程的耦合中,即辊缝的变化与轧制工艺参数、力能参数的相互影响、不断激发、不断耦合。随着科技的进步,制造水平的提升,工业生产对复合板的性能提出了更高的要求,而传统的轧制方法对复合板的结合强度和力学性能的提升有限;但是,波纹轧制复合法不仅可以增大难变形金属的延伸率、减小残余应力、改善板型质量,同时还能提高复合板的结合强度和力学性能。本课题以304和Q235的复合为基础,以某一波纹辊轧机为研究对象,在前人的研究基础上主要进行了以下工作:(1)为了求解波纹轧制工艺下的轧制力,首先,提出轧制力的估算一种假设:在波纹轧辊的波峰和波谷中间存在一个名义作用半径,以这个名义作用半径为半径的平轧辊的轧制力的值(名义轧制力)介于波峰处的轧制力值和波谷处的轧制力值之间,其大小等于波谷轧制力值与波峰轧制力值的平均值,并且随着波峰轧制力值和波谷轧制力值的改变而同步改变。利用ABAQUS/CAE对轧制过程仿真;验证该假设的正确性。(2)对咬入阶段、稳定轧制阶段、抛钢阶段的轧件相对于轧辊的位置进行分析,确定轧制力计算的边界状态;针对波纹轧制过程中的某一情形进行轧制变形区的几何特征分析,建立微分方程,求出轧制力计算公式;利用MATLAB求解轧制力,利用ABAQUS/CAE对轧制过程仿真和轧制实验,验证了计算公式的正确性。(3)利用ABAQUS/CAE对波纹轧制过程进行建模与仿真分析,仿真结果表明:在波纹轧制过程中,随着压下率增加,轧辊与轧件接触面积增大,轧件上出现最大应力的区域增加;轧件的等效塑性应变深透程度逐渐增加;在同一压下率下,轧件波谷的塑性变形最大,波腰次之,波峰最小。(4)对稳定轧制过程的轧制力进行统计分析,结果表明:咬入阶段和抛钢阶段轧制力都伴随有不同程度的波动。稳定轧制阶段,随着压下率增加,轧辊与轧件接触面积增大轧制力增大,同时,由于轧件不断地咬入、退出而引起轧辊与轧件之间接触状态不断地变化,导致轧制力制产生波动;同一压下率下,随着波纹轧辊齿数的增多,轧力波动幅度逐渐减小;波纹轧辊齿数的增加会使得接触区域增加,但是平均轧制力增加不明显。
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