30

5.2.1离散 30

5.2.2计算前处理 31

5.2.3求解 33

5.2 结果处理与分析 36

6 遇到的问题及解决方法 37

致  谢 39

参考文献 40

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,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。而压下螺丝螺母作为压下机构的核心部件其刚度

对轧制精度的保证尤为重要。

1.2 课题来源及研究内容

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依据。结合自已的专业理论知识,将其中压下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。

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。内容安排如下:

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等。

第三章介绍有限元原理,以及ansys的简介、发展和功能。

第四章介绍了四辊精轧机建模所需相关软件的发展及应用,以及相关材料的性能和参数,为建模作依据。

第五章介绍了四辊精轧机的有限元分析过程,包括建模、约束、加载、计算结果,并通过计算结果进行应力应变及刚度的分析,并得出研究理论。

第六章介绍了建模与加载时遇到的问题及解决方法。

2 四辊精轧机的概述

2.1四辊精轧机的发展

18世纪末,英国H. 科特首创水力驱动的二辊轧机;1779 年, J. 皮卡德用蒸汽机驱动轧机,使轧机得到广泛的应用;1848 年,德国发明万能式轧机;1891年,美国钢铁公司创建四辊厚板轧机;1897 年德国成功地应用电动机驱动轧机;到20 世纪,美国J. B. 泰勒斯发明带钢热连轧机组,同期美国又出现宽带冷轧机;30 年代开始有带钢冷连轧机组;50 年代以后,张力和板型控制的大型冷连轧机组得到发展,同期还发明了连续铸坯机,基本上取代了粗轧机,与热连轧机构成联合机组。【2】

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