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定宽机简介
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SP定宽机轧制过程的有限元模拟
【摘要】：
近年来，连铸连轧技术发展迅速，必须采用适当的板坯宽度调整技术来实现连铸和热轧之间宽度上的连接。宝钢1580热轧线引进了日本石川岛播磨(IHI)开发又经较大改进的大侧压机，即SP(Sizing Press)定宽轧机，对减少连铸生产的板坯宽度规格、扩大热轧生产规模起到了良好作用。
由于对此项新技术还不甚了解，自投产运行以来设备状态一直不稳定为了掌握SP轧机的机构原理和工作运行状态，寻找产生故障的原因，必须对其进行机构运动和受力分析；找出其关键部件的受力状况，以便提出相应的改进措施。其中的首要工作就是要对板坯在调宽轧制过程的变形行为进行模拟。分析在各种工况条件下金属的流动规律，变形力的变化情况，以便为机构的受力分析提供理论依据。
本文首先介绍了国内外关于板坯调宽技术的现状和发展趋势，并比较了各种调宽技术的优缺点，随后介绍了弹塑性有限元的基本理论。针对宝钢1580热轧线引进的日本石川岛播磨（IHI）的大侧压机进行了简单的运动分析。在SP侧压轧制理论的基础上，建立了SP调宽轧制的工作模型。
本文利用Autoforge软件对SP调宽过程进行了有限元模拟，得到了SP调宽轧制过程中的最大轧制力和几个影响因素(初始板宽、下压量、相对压下量、模块角度、模块倾角)变化时相应的回归曲线，并给出回归曲线的精确函数关系式。此外还对轧后产生的一些板形特点给出了合理的解释，特别是对于轧后的板坯头部失宽和狗骨现象进行了重点分析，给出了影响失宽量和狗骨峰值的影响因素，以及他们之间的关系曲线。另外还对轧制过程中板坯中的等效应变分布情况和残余应力分布情况进行了探讨。最终，通过对实验数据和现场实测数据以及模拟结果的比较，证明了用本文建立的模型模拟计算具有很高的精度，模拟基本符合SP实际工作情况。
【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2003【分类号】：TG331【目录】：
中文摘要4-5
英文摘要5-10
第1章 绪论10-16
1．1 引言10
1．2 立辊轧制调宽技术的研究及发展现状10-11
1．3 调宽压下机大侧压调宽技术的研究及发展现状11-13
1．4 两种调宽技术的简单比较13-14
1．5 课题的意义与研究内容14-16
第2章 有限元分析的基础理论16-33
2．1 引言16-17
2．2 有限单元法分析过程概述17-20
2．3 弹塑性大变形有限元法的建立20-24
2．3．1 虚功方程20-21
2．3．2 有限应变增量形式本构方程21-22
2．3．3 刚度矩阵22-24
2．4 接触问题的有限元理论24-30
2．4．1 接触问题浅析24-26
2．4．2 有限元基本形式26-27
2．4．3 接触点的柔度方程27
2．4．4 坐标变换27-28
2．4．5 接触点的相容方程及增量形式28-30
2．5 有限元网格划分的基本原则30-32
2．6 本章小结32-33
第3章 SP侧压调宽机工作模型的建立33-42
3．1 引言33
3．2 SP大侧压定宽机的轧制理论33-35
3．2．1 SP大侧压定宽机的主要参数33
3．2．2 侧压轧制原理33-34
3．2．3 SP侧压和立辊侧压对带坯头尾形状的影响对比34-35
3．3 模块运动的数学模型35-38
3．3．1 运动坐标系的建立35
3．3．2 各杆件的运动关系35
3．3．3 数学模型的建立35-37
3．3．4 模块运动的轨迹图谱37-38
3．4 机构运动过程的简化和有限元模型的建立38-40
3．4．1 锤头运动方式的简化38
3．4．2 锤头形状的简化38-39
3．4．3 辊道、送进辊及压紧辊的模型建立39
3．4．4 轧件模型的建立39-40
3．4．5 摩擦系数及比例系数的确定40
3．5 本章小结40-42
第4章 模拟结果分析42-68
4．1 引言42
4．2 轧制力的计算分析42-51
4．2．1 侧压量与轧制力的关系42-44
4．2．2 板坯初始宽度与轧制力的关系44-48
4．2．3 模块角度与最大轧制力的关系48-49
4．2．4 最终轧制力模型的建立49
4．2．5 模块倾角对轧制力Y向分力的影响49-51
4．3 轧后板坯变形分析51-60
4．3．1 轧后板坯头部变形分析51-54
4．3．2 板坯中部”狗骨”形状分析54-59
4．3．3 板坯尾部”鱼尾”形状分析59-60
4．4 板坯轧制过程中的应力应变分析60-66
4．4．1 沿板宽方向截面的应力应变分析60-62
4．4．2 沿板长方向截面的应力应变分析62-64
4．4．3 沿板厚方向截面的应力应变分析64-66
4．5 模拟分析的结论66-67
4．6 本章小结67-68
第5章 实测数据与模拟结果的比较及误差分析68-71
5．1 引言68
5．2 现场实测数据的处理68-69
5．3 测试结果和模拟结果的比较及误差分析69-70
5．4 本章小结70-71
参考文献72-76
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
作者简介78
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京公网安备74号阅读下文。(15分)①不是我们不明白，是这世界变化快。不少人还没弄明白3G是什么，4G已经扑面而来。2013年，在“5·17”世界电信日前夕，中国移动声称，4G手机将在下半年大面积上市。消息一出，潮男潮女们纷纷打听，什么是4G手机？它与3G有什么不同？②所谓4G，是第四代移动通信及其技术的简称，是一个比3G通信更完美的新无线世界。4G的到来，不只是从“3”到“4”的简单进阶，而是一次里程碑式的改变，它将彻底改变传统观念中对固定宽带、手机网络的划分界限，它可以创造出许多令消费者难以想象的应用，几乎能够满足所有用户对无线服务的要求。而且4G网络有很好的兼容性，普通3G手机也能轻松使用4G网络进行无线上网。③日，湖北省武汉市的市民在4G手机体验现场就真实地体验了一回4G手机上网那神一般的速度。如下载一集250M的《甄嬛传》只需1分钟左右；在线点播观看高清版的《钢铁侠》，快进或回看都完全没有停顿感，就像在电脑硬盘中播放一样流畅，流畅度甚至优于家中4Mb的有线宽带；在浏览网页方面，从主页切换到二级页面，只需轻轻一点，就立刻可以实现跳转，无需等候。④监控探头在我们的生活中无处不在，目前使用的大都是有线监控，不仅成本高，监控范围小，而且视频画质差，极易受到自然条件等诸多因素的限制。有了4G网络，就能够实时传输高清图片、影像与海量数据，对于大范围无人值守或危险区域的监控意义重大。比如号称中国百慕大的四川黑竹沟峡谷，峡谷两侧是悬崖绝壁，四周云雾弥漫，阴气习习，大部分地段至今无人敢涉足，当地人谈之色变，科学家也找不到原因。如果有了4G手机，就可以让动物或者勇敢的探险家带上它走进峡谷内，实时传回图文语音信息，谜底可能很快就能揭开了。⑤此外，4G的远程无线监控对于电力、油田、大坝、森林、矿区、大型工程等区域的监控也具有重大意义，对野外科考科研、野生动植物保护和研究等也有不可估量的作用。⑥4G手机的设计和操作更加智能化，可以根据机主的需要，设定个性化的功能。如可以设置手纹、头像甚至个人眼底纹路作为开机密码，即使丢了手机或者手机被犯罪分子窃取，他们也无法解锁使用，你就不用担心储存的工资账户、银行密码、社保医疗、家人信息、个人隐私等信息被人窃取，造成损失了。⑦4G手机还可以根据环境、时间以及其他设定适时提醒手机主人某个时间该做什么事，或者不该做什么事。它还可以把电影院的票房资料下载到手机上，清楚地显示售票情况、座位情况等，让你可以根据这些信息在线购买自己满意的电影票。你还可以把4G手机设置成一台手提电视，用来收看体育比赛之类的各种现场直播，并能随时点播、回看精彩节目。⑧20世纪90年代初，有人曾预言，互联网的发展将使人类走进物联网时代，即实现人与物、物与物之间的信息交换和通信。由于技术的限制，当时没有几个人相信。1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中提及物联网，还引来一些人的嘲笑。4G手机的推出，使人与互联网的互联变成现实，它的高智能性、随时随地无线互联必将使人类迎来人与物、物与物之间互联的物联网时代。到了那时，就会出现这样的场景：你正在看电视，手机突然响了，电视会自动调低声音或者切换到静音状态。⑨逛网店、淘宝贝，你已经非常熟悉了，动动指尖，轻点鼠标，一切就搞定了。4G手机将带你走进一个“指尖上的世界”，像银行、影院、教室、诊所、超市、图书馆这类和你的生活密切关联的地方，你无需出门，只要拿出4G手机，动动指尖就OK了。⑩医保卡、银行卡、公交卡、会员卡这些五花八门、令人眼花缭乱的卡，也让现代人以“卡奴”自居。有了4G手机，一切尽在“掌”握中，能使那些卡统统消失，人类将迎来“无卡”时代。它甚至可以和你家里的电器互联，让你在下班路上就打开微波炉、空调，进门就有可口的饭菜、舒适的环境温度。如果有一天，智能机器人推出，你的4G手机将可以操控机器人。你可以想象一下，你的生活方式将会发生怎样的变化？（选自《知识窗》2013年第8期，有删改）【小题1】从文中看，4G技术比起3G技术有哪些进步之处？（请分点概括）（4分）【小题2】第2段“它将彻底改变传统观念中对固定宽带、手机网络的划分界限”一句中,加点的“彻底”一词能否删掉，为什么？（3分）【小题3】第4自然段主要运用了和说明方法，作用是（4分）【小题4】依据上文的说明，想来你已经对4G手机怦然心动。如果你是手机经销商，请为4G手机的推销设计一则广告语，并赏析你自己设计的广告语。（4分）广告语：（不多于14字）赏析： - 跟谁学
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