1.1引言

 目前,世界上约90%的钢材都是用轧制方法生产的。轧制,是指金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下,产生连续塑性变形,获得要求的截面形状并改变其性能的方法,主要用来生产型材、板材、管材。轧制有热轧和冷轧两种。用轧制方法生产钢材,具有生产率高、品种多、易于实现机械化和自动化等优点。我国已拥有世界上先进的轧制技术,并在逐步推广、应用和发展中不断创新【11】。

4辊轧机工作辊直径较小,传递轧制力矩,轧延压力由轧辊承受。这种轧机的优点是相对刚度高、压下量大、轧延力小可轧制较薄的板材。有可逆和连轧两种广泛用作中厚板轧机、板带热轧或冷轧机以及平整机等。因而针对轧制细线材轧制成为一定厚度的钢带采用4辊轧机轧制为最佳方案。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。

1.2课题研究背景及意义

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。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。

现在的钢铁工业都本着节约能源、增加品种、提高质量、清洁生产的方向发展。随着市场对薄板、管材需求的增加，轧钢产品对品种质量的要求越来越高，轧机装备水平的提高对主传动系统提出了高精度和高动态性能的技术要求，因此轧制过程的动态效应也随之突出，板带生产过程中常常会由于轧制参数、产品表面质量、辊隙润滑状况以及起停过程的轻微变化而诱发低频振荡甚至失稳现象【14】。

 根据轧钢机的受力特点，可将轧钢机部件按两种不同的载荷传递系统进行振动分析，第一，受载系统是轧机的主传动系统，包括轧辊、连接轴、齿轮座、减速机、主电机电枢等。这个系统的外载荷主要是轧制力矩以及主电机磁场作用在电枢上的扭矩；第二，受载系统是轧机工作机座系统，包轧辊、轴承座、压下螺丝、压下螺母(或液压压下油缸系统)、弯辊装置、机架牌坊等。这个系统的外载荷主要是轧制力、弯辊力、平衡力等。轧钢机主传动系统的振动形式主要是扭转振动，而轧机工作机座的振动形式主要是垂直振动。

   轧机传动系统的扭转振动是从生产过程中频繁出现的传动零、部件破坏事故中逐步认识的，这类破坏事故用机械静强度的理论是无法解释的。轧机扭振一方面破坏了控制系统的稳定性，另一方面对轧机破坏严重，会造成停产甚至设备损坏的严重情况，造成巨大经济损失【19】。    

1.3 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，将其中的带板轧制时的辊的压靠刚度的数值和理论计算作为课题的研究。