六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析.pdf

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1、第47卷第2期钢铁Vo1．47，No．22012年2月IronandSteelFebruary2012六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析孙静娜，薛涛，杜凤山(燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004)摘要：为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力，采用非线性弹塑性有限元法，利用大型非线性有限元软件MSC．Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起，进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟，得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中

2、间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。关键词：六辊；CVC；接触应力；凸度控制；有限元文献标志码：A文章编号：0449—749X(2012)02-0049—04FEMAnalysis0fContactStressandCr0wnControlforSix-HighCVCMillSUNJing—na，XUETao。DUFeng—shan(CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，

3、Hebei，China)Abstract：InordertOstudythecrowncontrolofsix-highCVCmill，usingnonlinearelastic—plasticfiniteelementmethod，a3DFEsimulationmodelofsix-highCVCrollingprocesswasdevelopedwiththenonlinearFEsoftwareMSC．MARC．Inthemode1．theelasticdeformationofrollsandtheelastic—plasticdefor

4、mationofworkpiecewerecoupledasawhole．Basedonthemodel，thechangesofworkrollbendingforce，intermediaterollbendingforce，in—termediaterolltransverseshiftingweresimulated．Theinfluencerulesofthecontactstressandcrowncontrolwereobtained．Themodelandthecalculatedresultscanoffertheoreticd

5、ataandreferenceframetOestablishtheshapecontrolmodelforsix-highCVCmil1．Keywords：six-high；CVC；contactstress；crowncontrol；FEM现代化的冷连轧机一般包括多种板形控制手[8—11]借助MSC．Marc有限元软件模拟了四辊冷段，而在各种先进的板形控制技术中，CVC技术被轧机轧制过程，分析了冷轧过程中的轧辊弯曲和压广泛应用_1]。CVC轧辊的含义就是连续可变凸度扁变形、带钢变形、轧制压力分布等规律，取得了良轧辊，其辊身曲线呈S形]。六辊C

6、VC轧机具有工好的仿真效果。但是考虑轧件与轧辊耦合变形的六作辊、中间辊的正负弯辊、中间辊横移等板形控制手辊CVC轧机轧制模型一直是有限元仿真的难点。段，具有很强的板形控制能力

7、3]。文献[4]将条元法本文考虑辊系弹性变形与轧件弹塑性变形的耦合，与影响函数法联立，对六辊CVC轧机轧辊接触压利用大型非线性有限元软件MSC．Marc对六辊力的横向分布进行了仿真。文献[5]采用影响函数CVC轧机的轧制过程进行模拟。法建立了六辊CVC轧机辊间轧制力横向分布模1有限元模型的建立型。采用有限元法模拟轧制过程，不需要对轧制过有限元模型按照轧辊和轧件的实际尺寸建立

8、。程做过多的假设，模拟结果更加接近实际情况。文在分析和计算中考虑轧辊横移对有载辊缝的影响以献[-6-73借助大型非线性有限元软件MSC．Marc模及研究中间辊横移量和弯辊力共同作用下有载辊缝拟了四辊平整机轧制过程，分析了平整过程中轧辊形状规律时，由于辊系的非对称性，建模时需要考虑的弯曲变形，轧制压力分布规律，有载辊缝形状变化整个辊系。为了保证计算精度并节省计算时间，考规律等内容，仿真结果与实验结果吻合良好。文献虑辊系与轧件关于整体模型的中心为点对称，因此基金项目国家自然科学基金资助项目(51027003)作者简介孙静娜(198O一)，女，博士，讲

9、师；E-mail：sjn@ysu．corn．cn；收稿日期：201卜O3—31钢铁第47卷采用把非对称模型近似转变成对称模型的方法以减元