1 绪论

1.1 课题背景

轧钢生产是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节，如钢和生铁的生产一样，钢材生产在国民经济中占据十分重要的地位[１]。近几十年来，随着轧制工艺和设备的不断发展，及国民经济各部门对钢材品种要求的不断增长，轧制钢材品种范围不断扩大，所以对轧钢的精度要求也越来越高。

在轧钢的生产过程中，如果轧机没有足够的刚性，那么在轧制的过程中将会产生较大的误差，，或者当轧制力因为某种原因而发生变化时，比如张力、轧件温度、机械性能不均匀等[1]，误差也会增大，从而造成产品厚度和断面形状的改变，从而达不到所要求的轧制精度。论文网

yy1.2 课题来源及研究背景

针对南钢中板厂四辊精轧机开口度跳动过大的技术难题,采用初等弹性理论和三维数值方法,计算轧机带板轧制过程的轧制刚度,完成机架和各传力部件的变形场的计算与分析,为解决开口度跳动过大的技术问题提供理论参考。结合自已的专业理论知识，将其中的带板轧制刚度的数值和理论计算作为课题的研究。

要解决的问题：

(1)图纸和文献资料收集;

(2)图纸阅读;

(3)理论分析模型的建立;

(4)三维有限元模型的建立;

(5)轧机轧制刚度的理论和数值计算.

研究手段：

（1）、利用所学的理论力学、材料力学、弹性力学等知识，推导出刚度校核所需各弹性形变量、轧制力、刚度之间的关系，建立理论基础。

（2）、利用工程建模思想，简化模型。

（3）、利用ansys、hypermesh、soliworks等软件，建立三维立体模型，并划分网格。

（4）、利用ansys软件进行数值的模拟，再结合实际需要进行分析研究。

1.3 本文的主要工作

四辊精轧机的整体结构和受力情况异常复杂，目前，国内在对四辊精轧机的整体结构进行应力分析时，还没有考虑过比较真实的结构模型和受力情况。为了有效确保问题的真实性和可靠性，本文对其进行了三维有限元分析，进行了仔细、较精确的应力分析。主要工作如下：文献综述

第一章是绪论部分，主要介绍相关工程背景，研究方法及课题来源等。

第二章介绍四辊精轧机的相关知识，主要包括结构和受力特点以及现代刚度分析理论等。

第三章利用材料力学知识及有关文献参考，计算出轧机带板轧制的理论刚度值。

第四章介绍了四辊精轧机的有限元分析过程，包括建模、约束、轧制力的计算、加载、求解等，并通过计算结果进行应力应变及刚度的分析。

最后进行小结论和对未来的展望。

2 四辊精轧机的结构分析

2.1 四辊精轧机的结构

四辊轧机是为了解决板、带材厚度和宽度的矛盾而设计的，随着工业技术的不断进步，对板、带材的宽度要求越来越高。如果要轧制宽板、带材，则需要增加辊身长度，轧制力作用于轧辊两端，轧辊中间产生弯曲，导致板、带材厚度不均。为了轧出宽而薄的板、带材，设计了四辊轧机，较粗的支承辊用来限制轧辊

的弯曲变形，较细的工作辊用来减小接触面积，实现较薄材料的轧制[6]。

四辊轧机的组成：由主电机、主传动、主机座（工作机座）和轧辊组成[5] ，板材轧机辅设传输辊道，带材轧机在机架辊道外辅设卷曲机构。在很多场合板材与带材轧制可以互换。