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薄带材轧制的最小可轧厚度理论及数值模拟

Theory and numerical simulation of minimum rolling thickness for thin strip rolling

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智能制造、电子通信等行业向微型化、集成化方向发展要求不断提升精密轧制带材产品质量,提高厚度精度控制是其中关键组成部分,因此,精密带材轧制过程接触变形区理论研究有着极其重要的意义.以Stone轧制力模型为代表的传统薄带材冷轧理论假设轧辊在接触变形区内保持圆弧状轮廓,利用Hitchcock公式求解接触弧长进而求得平均单位压力,并在此基础上建立了 Stone最小可轧厚度理论.在试验及实际生产中很多学者发现有时Stone轧制力计算值与实际值相差甚远,这是由于某些轧制工况下接触变形区内存在中性区,轧辊圆弧状假设不再适用.中性区的存在使轧制力剧烈增大而带材金属延伸变形增加甚微,即轧制难度增大、轧制效率降低.通过对不同厚度薄带材轧制过程进行有限元分析,得到了不同道次压下率下接触变形区轮廓与接触压力分布的变化规律,带材初始厚度越小或道次压下率越大,接触变形区内中性区所占比例越大,接触压力分布趋于椭圆形分布;基于Stone轧制力公式建立了考虑轧制效率的薄带材最小可轧厚度模型,对于一定初始厚度与Stone最小可轧厚度比值,根据轧制工艺参数可计算接触变形区内恰好不存在中性区时的临界道次压下率,以此临界道次压下率为依据可确定高效轧制厚度范围及Stone轧制力模型的适用条件,为精密薄带材轧制生产过程提供理论指导.

刘晓、付伦、芦跃峰、王涛、肖宏

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燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛066004

太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024

太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心,山西太原030024

薄带材轧制 Stone轧制力模型 最小可轧厚度 接触变形区 轧制效率

国家自然科学基金国家自然科学基金

5147419051974196

2021

10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210164

钢铁
中国金属学会钢铁研究总院

钢铁

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.204
ISSN：0449-749X
年,卷(期)：2021.56(11)
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