ANSYS有限元方法四辊精轧机压下刚度的理论和数值计算(2)

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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】