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冷轧带钢在国民经济中具有举足轻重的地位,在汽车、机械设备、飞机等领域中占有很大的比例。板形控制问题一直是冷轧带钢生产中的难题,如果处理不好就会造成产品质量差、成材率低,从而浪费成本又达不到客户的要求。所以在冷轧带钢过程中,对板形问题的研究具有重要意义。 本文通过大型有限元软件 ABAQUS,根据实际生产中的数据对六辊 UCM轧机及带钢建立三维模型,实现了高强 IF钢冷轧过程的动态仿真。将带钢的弹塑性变形与轧辊的弹性变形耦合在一起进行模拟计算,分析不同的轧制参数对轧后带钢板形的影响。 利用弹塑性有限元法,分析了中间辊横移量、工作辊弯辊力、前张力、后张力对带钢出口横向厚差和板凸度的影响。模拟结果表明,中间辊横移量和工作辊弯辊力,在板形调控中的作用比较显著。在一定程度上,增大中间辊横移量和工作辊弯辊力都可以改善带钢的平直度,边部厚度骤减的现象也有所缓解,但横移量和弯辊力过大对板形的控制没有好处。前张力、后张力的增大也有利于改善轧后带钢的板形,且后张力的作用效果更明显。 就带钢在辊缝中的受力而言,本文研究了工艺变量对带钢与工作辊间的接触应力的影响规律。计算结果表明:中间辊横移量或工作辊弯辊力的增加,会使带钢与工作辊间的接触应力沿带钢宽度方向上逐渐趋于平稳,距带钢边部一定位置的应力峰值也不断减小。但当横移量、弯辊力增大到一定值时,带钢中部的应力反而大于边部,带钢的平直度受到破坏。增加前张力和后张力,使带钢与工作辊间的接触应力减小并变得更平均。 带钢经轧制后的最终板形同样受到轧辊变形的影响,需要将两者结合起来分析。对工作辊的变形进行模拟研究是有必要的。分别建立了中间辊横移量、工作辊弯辊力、前张力、后张力和工作辊弯曲变形的关系。所得到的结果和不同轧制参数对带钢出口横向厚差的影响规律相一致。 根据模拟的最优结果,确定合理的轧制条件。本文对具体六辊UCM冷轧机的板形控制进行了优化。上述结论可以为现场生产中制定轧制工艺提供参考。