论文部分内容阅读
现代化工业对板带材的质量提出了越来越高的要求，板形成为新时代工业所用的重要质量指标之一。伴随着工业对板形指标要求的提高，使板带的纵向厚度精度越来越高，板带材的宽度、终轧温度和卷曲温度也得到了严格控制，相比之下，板形控制问题就越来越突出。长期以来，受计算机软硬件的限制，人们对热轧过程的仿真研究大多局限于二维分析，它不能对影响板凸度的因素进行分析。而通过三维分析，可以得到很多关系到工业热轧实践的重要结果：板宽温度场分布、板形、辊形、板面缺陷等的形成规律，为建立板形控制模型提供研究平台。热轧过程是一个包含几何非线性、材料非线性、接触非线性等非线性因素的复杂工艺过程。本文利用MARC有限元分析软件，对热轧过程进行三维热力耦合分析，着力研究了以下问题：1．基于弹塑性理论和基本传热方程，综合考虑铸轧辊和轧件的弹塑性变形对温度场和应力场的影响；运用MARC软件建立单机架四辊轧机的三维有限元物理模型，模型及边界条件的施加均做到与实际相近似，使之满足工业要求；2．通过现场进行热模拟实验测试轧件材料在不同的应变速率下应变对应的应力值，并结合基于前人研究结果提出的包含变形激活能Q和变形温度T的双曲正弦形式的流变应力模型推导得到轧件材料的本构关系；3．对每道次轧制进行仿真，得到轧件的温度场及应力场分布，以及轧制力分布、大小，来验证模型的正确性，可用于进行板凸度的仿真及预测；4．对系统改变工艺参数(主要是轧制力、弯辊力、张力等的变化)时板凸度的变化规律进行研究，从而探索控制板凸度的方法；5．取多卷轧制工艺参数各不相同的铝合金板带热轧过程进行仿真，通过仿真再与实验结果对比，证明仿真结果与实验结果大致吻合，可用于工业生产中的板凸度预测；6．通过工业实地实验，一方面为热轧仿真研究提供了边界条件和初始条件，另一方面也验证了仿真结果的正确性。通过对比发现，仿真结果与实验结果能够较好的吻合，仿真模型正确，所取得的结果可信。