利用有限元确定带材辊式矫直机的压弯量.pdf

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1、·52·重型机械利用有限元确定带材辊式矫直机的压弯量高聪敏，张勇安，刘忠宝，常瑜，秦建平。，周存龙，金莉(1．中国重型机械研究院股份公司，陕西西安710032；2．太原科技大学，山西太原030024)摘要：针对利用解析法描述带材矫直变形过程难度大的问题，本文采用ANSYS／LS—DYNA有限元分析软件对23辊矫直机建立模型，通过沙漏及其能量分析确定模型的合理性，仿真结果：随着压弯量的增大，实现矫直过程会越来越困难。当被矫直带材厚度为3mm时，合理的压弯量应小于1．12mm。关键词：ANSYS／LS—DYNA；有限元分析；辊式矫直机；压弯量；沙漏中圈分类号：TG33

2、3文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)02—0052—03Afiniteelementanalysisdeterminationtosteelstripbendingintheroller—typestraighteningmachineGAOCong—min，ZHANGYong-an，LIUZhong-bao，CHANGYu，QINJian—ping，ZHOUCun-long，JINLi(1．ChinaNationalHeavyMachineryResearchInstituteCo．，Ltd．，Xi’an710032，China；2．Taiy

3、uanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Itisverydificulttodescribethedeformationprocessofsteelstripstraighteningusingtheanalyticmethod．Themodelofthe23一rollerstraighteningmachineisestablishedusingthefiniteelementanalysissoft-wareANSYS／LS—DYNA．Hourglassanditsene

4、rgyareanalyzedtoexaminetherationalityofthemode1．Thesimulatiorlresultsareanalyzed．Increasingthebendingwillincreasethedificultyofstraightening，andtherea—sonablebendingforthesteelstrip3mmthickshallbelessthan1．12ram．Keywords：ANSYS／LS—DYNA；finiteelementanalysis：roller—typestraighteningmach

5、ine；bending；hourglaSSDYNA建立了有限元模型，对所建模型进行沙漏0前言及其能量分析确定其合理性。通过对仿真结果的近年来，带材发展的重点正从追求产量转移分析确定其合理的压弯量。到追求质量，国内钢铁生产厂家急需附有新技术的辊式矫直机，特别是用于高精度带材精整线上1带材辊式矫直机有限元模型的的辊式矫直机。而要提高其精度，合理的压弯量建立至关重要。由于带材在辊式矫直过程中弯曲变带材在矫直过程中变形复杂且宽厚比大，所形、微观组织的变化等都是非常复杂的问题，而以在建立带材辊式矫直有限元模型时，要对模型利用解析法描述矫直变形过程的难度很大。因此进行简化。本

6、文建立的辊式矫直机模型为23辊本文采用显式动力有限元分析软件ANSYS／LS．辊式矫直机，上辊为11个辊，下辊为l2个辊。同时增加了2个夹送辊，夹送辊没有压弯量。下收稿日期：2013一l1—21；修订日期：2014—01—21作者简介：高聪敏(1979一)，男，中国重型机械研究院股份公司工辊距总和为550miTt，带材长度取为600mnl。考程师，主要从事板材精整与处理方的研究设计工作。虑到带材矫直过程的对称性，减少单元数目，以重型机械·53·带宽中心面为对称面，取1／2建模。带材单元总图2的网格划分长x宽x高为(500×10X数为30000个。带材有限元矫直模型

7、见罔l。4)20000个单元，有沙漏。罔3的网格划分长×宽×高为(500×10×6)30000个单元沙漏得到控制，说明本文网格划分基本合理。为确保分析的正确性从能量角度冉加以分析，下面分析了两种不同压弯量下沙漏能和内能I1带材有限兀矫直模型的比例关系：1)入／出口压弯量为一1．12ram／0Fig．1Finiteelementmt~telofsteelstripstraighteningmachinemm；2)入／出口压弯量为一0．896mm／OInn。沙漏能和内能关系示意罔见图4。采用常川的8节点实体单元SOLID164进行模拟，采J斗J单点积分求解方式。根据分

8、析的实际情