先进成形与智能技术 课件 4.3 轧制压力计算.pptx

《先进成形与智能技术》战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造

目录CONTENTS第1章题目第2章题目第3章题目第4章轧制成形技术第5章题目第6章题目第7章题目第8章题目

第4章轧制成形技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1加工硬化轧件材料化学成分轧制温度和速度影响因素计算方法奥洛万方程卡尔曼方程采利柯夫方程Bland-Ford公式轧件厚度及宽度轧制压力是指辊加于轧件使之产生塑性变形的力。但通常把轧件作用于轧辊上（作用力与反作用力）并通过压下螺丝传递给机架的力称为轧制压力，即是轧件加于轧辊的反作用力的垂直分量。轧制压力在我国习惯称为轧制力或轧制总压力。Sims公式Stone公式摩擦系数绝对压下量纵轧示意图4.3轧制压力的计算§4.3.1轧制压力的概念

第4章轧制成形技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造24.3轧制压力的计算§4.3.1轧制压力的概念描述：适于单机架简单变形轧制，平面变形第一个里程碑（20世纪20-40年代）第二个里程碑（20世纪60-80年代）第一个里程碑（20世纪80年代以后）第一个里程碑（20世纪90年代以后）特征：基于力平衡标志：卡尔曼方程特征：基于能量原理标志：各种能量法特征：数值模拟标志：有限元方法特征：智能轧制标志：ANN/ES/FC描述：出现连轧，要求高精度数模描述：伴随计算机软硬件快速发展描述：信息化技术大规模普及应用轧制理论发展的四个里程碑

第4章轧制成形技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3轧制压力横向分布直接影响轧辊的弹性变形和轧件板形，同时还影响轧辊的磨损和使用寿命。分析轧制压力横向分布的影响规律是建立板形(板凸度)控制模型的前提。轧制压力横向分布较精确的数值计算方法为有限元法。其计算精度高，但耗时大，不能在实时控制系统中采用。4.3轧制压力的计算§4.3.1轧制压力的概念有限元法在复合板轧制过程的应用①为了计算轧辊和轧机其他各个部件的强度，及校核和选择电动机负荷，正确制定压下工艺规程，需要计算轧制压力。②钢板生产中为了实现板厚和板形的自动控制，需要计算轧制压力。③为了充分发挥轧机的生产潜力，提高轧机的生产率，以及利用计算机实现轧制生产过程自动化，需要计算轧制压力。确定轧制压力在生产实践中有着重要的意义：

第4章轧制成形技术4.3轧制压力的计算§4.3.2卡尔曼单位压力微分方程战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4卡尔曼微分方程式的假设条件①变形区内沿轧件横断面高度上的各点的金属流动速度、应力及变形均匀分布?③轧制时轧件高向、纵向和横向的变形都与主应力方向一致，忽略了切应力的影响④金属质点在变形过程中，性质处处相同⑤上下轧辊辊径相等并做匀速运动，无惯性力，轧辊和机架为刚体，不产生弹性变形?卡尔曼单位压力微分方程，是建立在以数学-力学理论的基础上，在一定的假设条件下，在变形区内任取一微分体，分析作用在此微分体上的各种作用力，根据力平衡条件将各力通过微分平衡方程联系起来，运用塑性方程、接触弧方程、摩擦规律及边界条件来建立单位压力微分方程并求解。

第4章轧制成形技术4.3轧制压力的计算§4.3.2卡尔曼单位压力微分方程战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5图4-7变形区内任意微分体上受力情况????

第4章轧制成形技术4.3轧制压力的计算§4.3.2卡尔曼单位压力微分方程战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6?????式中，“+”号代表后滑区；“-”号代表前滑区。??

第4章轧制成形技术4.3轧制压力的计算§4.3.2卡尔曼单位压力微分方程战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7??根据假设1、2、3，得到塑性条件为?????卡尔曼单位压力微分方程式的一般形式求解吋，需要对接触弧方程根据变形特点都设法加以简化。常用的有下列几种假设：①轧制时，轧辊产生弹性压扁，使变形区长度增长，常近似地认为按触弧为平板压缩。②轧制薄板时，可将圆弧看成直线。③接触弧用抛物线代替圆弧。④采用圆弧方程，但改用极坐标，以利求解。

第4章轧制成形技术4.3轧制压力计算§4.3.3采利柯夫单位压力公式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8采利柯夫(A.И.Целиков)解单位压力卡尔曼微分方程时，假设接触弧上轧件与轧辊间近似于完全滑动，在此条件下，变形区内接触弧上的摩擦条件基本服从干摩擦定律(库仑定律)?接触弧方程近似地采用直线，以弦代弧，如图所示。边界条件采用轧制时带有前后张力，且K值在进出口处相等。???代入库