孔型立辊几何参数的有限元分析.pdf

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1、第lO期机械设计与制造2013年10月MachineryDesign&Manufacture249孔型立辊几何参数的有限元分析李国栋，刘军营，刘新钊，肖旺(山东理工大学机械学院，山东淄博255091)摘要：基于弹塑性有限元理论以及AnsysWorkbench分析软件，对不同几何参数的孔型立辊分别进行了轧制模拟研究，分析了立辊的两个关键几何参数的变化对成形精度的影响，成形精度由坯料横截面的狗骨几何形状来描述，两关键参数分别选取孔型立辊的内圆倒角半径月和倾斜角值p。通过有限元分析软件的模拟结果可知：孔型立

2、辊几何参数的变化对坯料的成形精度有直接的影响；增大孔型立辊的内圆倒角R或者减小孔型立辊的倾斜角，都可以提高轧制过程的轧透性。关键词：孔型立轧辊；有限元模拟；轧辊倾斜角；轧透性；狗骨_车L制中图分类号：TH16；TG334．16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)10～0249—03TheOptimizationAnalysisontheGeometricParameteroftheGrooveAngleRollingLIGuo—dong，LIUJun—ying，LIUXin-zhao

3、，XIAOWang(SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ShandongZibo255091，China)Abstract：BasedonthetheoryofelasticplasticityfiniteelementmethodandtheAnsysWorkbenchanalysissoftware，thesimulationoftheverticalrollingprocesswithdifferentroll

4、erparametershasbeenintroduced．Theeffectoftwokeyrollerparameters，theinternalfilletRandthetiltingangle，onthecrosssectionoftherollingparthasbeenanalyzed．Fromthesimulationresults，itWtlSknounthatthevariationofthegeometricalpartanetersoftheverticalrollerhasad

5、irectimpactontherollingeffect．Whentheinternalfilletincreasesorthetiltingangledecreases，therollingpermeabilityisimproved．KeyWords：ConcavedVerticalRoller；FEMSimulation；TiltingAngleoftheRoller；RollingPermeability；DogBone；Rollingll商2狗骨状隆起的特点在普通中厚板轧制中，由于坯料在轧

6、制过程中处于自由宽立轧过程中，变形主要集中在轧件的边部，形成隆起状，也展状态，钢板会产生平面形状不良，为了使钢板平面形状矩形化就是所谓的狗骨变形。狗骨变形形状很复杂，它的简化几何形状，和提高成材率，人们研究了多种板形控制方法，并取得了显著的如图I所示。效果，如立辊轧制法、狗骨轧制法(OBR法)、厚边展宽轧制法(MAS法)等。日本某厚板厂利用立辊轧制法使钢板成型率提高了3v／J~]。某厚板厂采用其开发的MAS轧制技术，并辅以近置式立辊轧边机在线磨削装置生产出了“不切边钢板(TFP—trimmingFre

7、ePlate)’。在立辊轧制法中，经试验研究证明[31平面辊、孔型辊、锥面辊中平面立辊的轧透『生最差，孑L型立辊的轧透f生最好，采用孔型立辊产生的隆起最小。在CVC轧制中，辊形的曲线和辊缝控制是轧制过程中的重要参数。国内就孔型设计对轧透陛的影响研究较少。优图I狗骨形状参数Fig．1ShapeParameterofDogBone化辊型参数直接提高轧制效果，提高板材利用率，节约原材料191。利用显示动力学有限元法，对三种不同几何参数的孔型立辊进行一般用下列基本参数来加以描述变形形状；狗骨变形的峰值了有限元

8、分析，分别讨论了内圆角，倾斜角度对轧制中狗骨参数高度，与轧辊接触处的轧件高度H狗骨峰值位置，狗骨变形的的影响。影响范同其中最大的狗骨高度B=Hm-Ho，与轧辊接触的厚度增来稿日期：2012—12—13基金项目：山东省自然科学基金项目(Y2008F54)作者简介：李国栋，(1988一)，男，山东潍坊人，硕士研究生，主要研究方向：先进制造T艺与装备；刘军营，(1958一)，男，山东淄博人，博士学历，教授，主要研究方向：先进制造工艺与装备250李国栋等：孔型立