基于熱-力耦合的熱軋板坯頭部彎曲機(jī)理及其對(duì)策研究.pdf

1、軋件在軋制中由于邊界條件及內(nèi)部特性的不對(duì)稱會(huì)向某個(gè)方向彎曲，這對(duì)軋件質(zhì)量和軋機(jī)受力都有一定的不良影響。本文基于熱—力耦合有限元法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)熱粗軋過(guò)程進(jìn)行了仿真，發(fā)現(xiàn)了軋件彎曲的規(guī)律和機(jī)理，經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)后確認(rèn)了仿真的可行性和可靠性。在仿真結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)調(diào)整方案。
　　 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下：
　　 1）基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軋制力能參數(shù)計(jì)算理論，提出利用現(xiàn)場(chǎng)的軋制數(shù)據(jù)來(lái)提取熱軋工況

2、下材料高溫特性的方法，并利用獲得的材料高溫特性用于熱軋仿真研究。而傳統(tǒng)的方法是利用高溫實(shí)驗(yàn)獲取材料在高溫下的特性，但該方法有自身的局限性：①實(shí)驗(yàn)室里試樣小，冷卻、升溫都很快，很難保持穩(wěn)定的高溫狀態(tài)；②材料的高溫特性與其工作狀態(tài)有關(guān)，而實(shí)驗(yàn)室中的狀態(tài)與實(shí)際軋制工況有差異，致使在實(shí)驗(yàn)室獲取的材料特性與軋制狀態(tài)下的特性不能完全相匹配。提出的新方法彌補(bǔ)了在實(shí)驗(yàn)室中高溫狀況不容易保持，工況與現(xiàn)場(chǎng)不一致的缺點(diǎn)，而且簡(jiǎn)單易行。
　　 2）采

3、用剛塑性模型，通過(guò)熱—力耦合有限元仿真，分析了軋制參數(shù)對(duì)軋件板頭彎曲量的影響規(guī)律。對(duì)與軋件板頭彎曲有關(guān)的幾種典型影響因素：軋件內(nèi)溫度分布不均勻、上下軋輥輥面線速度差、軋制線高度、壓下量、出口機(jī)架輥等與板頭彎曲之間的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。當(dāng)軋件溫度不均勻時(shí)，軋件向低溫一側(cè)彎曲；當(dāng)上下輥輥面線速度不同時(shí)，軋件向速度小的軋輥一側(cè)彎曲；隨著軋制線高度降低，軋件頭部向上彎曲。獲得了這幾種因素對(duì)軋件板頭彎曲量的影響曲線。通過(guò)在某軋機(jī)上的試驗(yàn)，找出最佳

4、的軋制參數(shù)搭配，改善了軋件板頭的彎曲狀況。
　　 3）采用熱—力耦合有限元仿真方法研究了熱軋板側(cè)彎的問(wèn)題，確認(rèn)由于溫度分布不均所導(dǎo)致的物理性質(zhì)不對(duì)稱是軋件彎曲的重要原因。在分析定寬機(jī)模具與軋件之間的摩擦力對(duì)軋件側(cè)彎影響的基礎(chǔ)上，提出在定寬機(jī)高溫側(cè)模具上開(kāi)槽以增大摩擦力的方法，以降低因軋件內(nèi)溫度分布不均勻引起的軋件側(cè)向彎曲量。軋件操作側(cè)散熱條件較好，其操作側(cè)的溫度一般低于傳動(dòng)側(cè)，因此在定寬機(jī)傳動(dòng)側(cè)模具上開(kāi)槽。這種方法已在某熱軋生

5、產(chǎn)線定寬機(jī)上應(yīng)用，效果良好。
　　 4）對(duì)機(jī)架輥在軋件彎曲中的作用進(jìn)行了仿真研究，分析了軋件下叩對(duì)機(jī)架輥的沖擊和磨損，從而更準(zhǔn)確地揭示了機(jī)架輥失效的原因。并且據(jù)此在實(shí)際機(jī)架輥制造中加強(qiáng)了其表面硬度和耐磨性，提高了現(xiàn)場(chǎng)使用壽命，減少了停機(jī)檢修時(shí)間。
　　 本文選擇熱—力耦合仿真技術(shù)對(duì)板頭彎曲這一影響熱軋板帶質(zhì)量和軋機(jī)壽命的重大問(wèn)題進(jìn)行了研究。利用仿真結(jié)果從量化的視角對(duì)板頭彎曲的機(jī)理和規(guī)律作了一定探索，通過(guò)對(duì)各種影響因素的