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首页铝冷轧工作辊边部接触影响分析及建模
"薄铝带轧制工作辊边部接触的建模与仿真 (2015年)" 本文主要探讨了冷轧工艺中薄铝带轧制时工作辊边部接触对轧机受力和铝带质量的影响。作者管健龙、何安瑞和孙文权通过借鉴弹性悬臂梁法和影响函数法的理论,建立了一个适用于实际生产中的铝冷轧机辊系变形模型。该模型旨在分析不同条件下的边部接触效应,如铝带入口厚度、弯辊力以及工作辊的接触状态。 在研究中,他们发现工作辊边部接触力会随着铝带入口厚度的增加而增加,但随着弯辊力的增大而减小。这一现象对于控制铝带的边部减薄具有重要意义。当发生工作辊边部接触时,轧机出口的铝带凸度和横向厚差相对非边部接触情况较小,这有利于减少铝带边缘的厚度,从而提高产品的均匀性。然而,这种接触方式也降低了轧机对铝带边部板型的调控能力,可能会导致板型问题。 通过对不同参数的仿真研究,作者建议在实际生产中应尽量避免工作辊边部接触,以保持良好的板型控制并优化产品质量。此外,该研究还提供了对冷轧工艺中边部控制策略的深入理解,有助于未来设计更高效的轧制过程和设备。 关键词:薄铝带冷轧;悬臂梁;影响函数;工作辊边部接触;辊系变形;边部减薄 该研究属于自然科学领域的论文,得到了中央高校基本科研业务费专项资金资助。作者管健龙是北京科技大学博士研究生,何安瑞是北京科技大学教授,博士生导师,孙文权也是参与研究的成员之一。该论文发表在2015年7月的《东北大学学报(自然科学版)》第36卷第7期上,展示了在金属加工领域对复杂力学问题的数值模拟和分析能力,对提升铝带轧制工艺的技术水平有着积极的推动作用。
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收稿日期:2014-06-09
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-IC-14-005).
作者简介:管健龙(1986-),男,北京顺义人,北京科技大学博士研究生;何安瑞(1972-),男,江西抚州人,北京科技大学教授,博
士生导师.
第36卷第7期
2015年 7月
东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)
Vol.36,No.7
Jul. 2015
doi:10.3969/j.issn.1005-3026.2015.07.007
薄铝带轧制工作辊边部接触的建模与仿真
管健龙,何安瑞,孙文权
(北京科技大学 国家高效轧制中心,北京 100083)
摘 要:为研究冷轧机在轧制薄铝带时工作辊边部接触对辊系受力和铝带断面形状的影响,借鉴弹性悬
臂梁法和影响函数法的处理思想,建立了适用于实际生产在线控制的铝冷轧机辊系变形模型,并对不同入口
铝带厚度、弯辊力、工作辊的接触状态进行仿真研究.仿真结果表明:工作辊边部接触力随入口厚度增加而增
加、随弯辊力增加而减小;工作辊边部接触轧制时,轧机出口铝带凸度和横向厚差小于非边部接触轧制,有利
于铝带边部减薄控制,但降低了铝轧机边部板型调控能力,在轧制中应尽量避免.
关 键 词:薄铝带冷轧;悬臂梁;影响函数;工作辊边部接触;辊系变形;边部减薄
中图分类号:TG 335.5 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2015)07-0942-05
ModelingandSimulationofThinAluminum ColdRollingwith
WorkRollEdgeContact
GUANJian-long,HEAn-rui,SUNWen-quan
(NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnology,UniversityofScienceandTechnology
Beijing,Beijing100083,China.Correspondingauthor:HEAn-rui,E-mail:harui@ustb.edu.cn)
Abstract:A deformationmodelofrollsystem inaluminum coldrollingmillappliedtoonline
controlintheactualproduction,wasestablishedbyelasticcantileverbeam methodandthe
influencefunctionmethodprocessingideas.Theinfluencesofworkingrolledgecontactonthe
forcesactingontherollsystem andthecross-sectionalshapeofaluminum stripintheprocessof
thinaluminumstriprolledbycoldrollingmillwerestudied.Thesimulationstudyofdifferentinlet
stripthickness,bendingforceandthecontactstateofworkingrollwerecarriedout.Theresults
showedthatthecontactforceofworkingrolledgeincreaseswiththeincreasingthicknessofthe
entrance,anddecreaseswiththeincreaseofthebendingforce.Whentheworkingrolledge
contactswithrollingmill,thedifferencebetweenoutletstripcrownandlateralthicknessisless
thanthenon-contactrolling,andthisprocessisusefultoreduceedgedrop.However,asit
reducestheregulatorycapacityofthealuminum rollingmillfortheedgeplate,itshouldbe
avoided.
Keywords:thinaluminum stripcoldrolling;cantileverbeam;influencefunction;workingroll
edgecontact;rollsystem deformation;edgethinning
铝合金冷轧产品具有密度低、抗腐蚀能力强、
易于加工等特点,广泛应用于家电、医药、航空航
天等高精领域
[1]
.工作辊边部接触变形在薄铝带
冷轧生产中十分常见,与非传统冷轧轧制特性不
同,工作辊接触变形不仅改变了轧制力横向分布,
而且对工作辊挠曲变形、轧辊和铝带表面摩擦系
数、铝带断面轮廓等有不同程度的影响
[2-3]
,并且
大张力轧制对轧制力分布、承载辊缝和轧辊挠曲
有较大的影响,使生产过程更加难以控制.因此,
传统的力学和变形模型不再适用薄铝带冷轧生产
中发生工作辊边部接触的情况
[4]
.如何确定轧制
力、边部接触应力、辊间接触力分布和铝带断面轮
廓,改善边部接触时铝带产品质量,一直是困扰各
铝厂的难题.本文借鉴弹性悬臂梁法和影响函数
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