大型楔横轧机轧制力和轧制力矩有限元算法

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1、研究与开发大型楔横轧机轧制力和轧制力矩有限元算法束学道，胡正寰（北京科技大学机械工程学院，北京+,,,3)）摘要：精确确定大型楔横轧机的轧制力和轧制力矩是研究大型楔横轧机的重要基础课题，通过理论计算和有限元法模拟，计算了;+0,,大型楔横轧机的轧制力和轧制力矩，误差均在+,’以内，为研制;+0,,大型楔横轧机提供了有效的数值工具。关键词：楔横轧；轧制力；轧制力矩；有限元法中图分类号：<=))0.+2文献标识码：(文章编号：+,,):///*（1,,)）,*:,,,0:,)#$%&’%$()*+,*%%)+-.*,&/$+0,*%%)+-1*1/+(*.2/

2、$34&,*556/0-/,*%%)+-1)%%74.)+)(//%/1/+(1/(2*0>;?@ABCD%E，;?FGBH7CGA%H（?HIJBK"I5LEM>NIBHNBO

3、!B5GED，5GBKEPPIH7MEKNB%HDKEPPIH7!E!BH5EM;+0,,GB%JLNKE""UBD7BKEPPIH7!IPPUBKBN%PNAP%5BD，%HD5GBBKKEK"UBKB"!%PPBK5G%H+,’.

4、B!BH5!B5GED:前言我国汽车工业对直径较大的轴类零件（!+),"楔横轧是利用带有楔形凸起模具对坯料进行!+2,!!）的需求量与日剧增，增加轧机承载能横轧以获得轴类零件的先进加工方法，具有节材力，研制大型楔横轧机成为追求的目标，而精确显著、生产效率高等优点而得到广泛应用。随着确定大型楔横轧机轧制力和轧制力矩成为研制大!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!表!热轧状态的力学性能成厚板，成材率达-2.11’，探伤合格率达钢种规格部位!"!&/3.,3’，最大板厚达*2,!!，可满足特厚板生"／’#／’／!

5、!宽向厚向／#$%／#$%产需要。()*+,-./+／0表面)1*2+2)1)3+／0)),21,)0)3（1）该锭型组织较致密，成分偏析小，成材后中心)+22)213)*钢板组织性能均匀。钢锭模消耗平均仅为1167／中心表面)1/2+2))),+／0)+,21,)1)*5，说明钢模采用不等壁、预起拱是合理的。中心)1/2021*1-（)）经1+1炉共110)3.,35的生产实践证41)21+,.,+／0表面1-,002),)*+／01*200,131*明，该锭型可满足普碳钢、低合金高强度钢等的生中心1020021*)+产工艺要求，为现场开发新品种创造了有

6、利条件。中心表面10,0)2)1)++／012,00,1-))中心1020*,10)/参考文献：［+］盛达.钢锭模研究、生产现状及发展前景［(］8全国钢"结论锭模会议论文集［9］8北京：清华大学，+//,83-:/0.（+）)25巨型大宽厚比波浪边扁锭一火轧收稿日期：1,,):,):+3基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（2,,)2,+,）；自然科学基金青年资助项目（2,1,2,,0）作者简介：束学道（+/*3:），男（汉族），安徽人，硕士生导师，副研究员，博士后。·0·万方数据第"-卷·第:期轧钢"--#年!"月型楔横轧机亟待解决的重要课题。"&"!

7、（#）目前，对于楔横轧轧制力和轧制力矩的计式中，为摩擦系数。"算，主要有：日本学者实测值结合接触面积的计由式（!）、（"）、（#），可求出正压力!：算来反推应力系数，最后求得轧制力和轧制力""#$(#%（$）矩［!］；原苏联学者利用轧件的几何尺寸来求解!&"!"(!其接触面积，再与由实验所确定的平均法向单位所以，作用于轧辊上的轧制力矩为：压力相联求解［"］；国内一些学者用上限法［#］或)&"*"*+／"滑移线法［$］求解轧制力和轧制力矩。因上述方""#$(#%法都是经过较大程度简化而近似得到的，计算系&""*+（3）!"(!数多而且过程复杂，缺乏通用性并且

8、得到的结果式中，+为轧辊直径。都是近似的，故不能作为通用、可靠的楔