基于ANSYS有限元模拟四辊轧机轧件

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四辊粗轧机机架的有限元分析

４．ＭＰ，应力增大４，可以认为机架窗口圆角２４ａ％对强度影响很大，会直接影响机架的安全系数；同时，压下螺丝孔台阶导圆处的应力也不能忽略；（）安全系数３
方案１架安全系数为：４０４．１．５机５／０７０；＝１方案２机架安全系数为：４０４．１．；５／２４０６＝（）该机架窗口圆角取值在２５２０ｍｌ范围４２～６Ｔｌ内较为适当，机架变形改变微小，局部应力集中变
最大主应力为４．ＭＰ（６１ａ见图ｌ、图１）３４。
图１下部过渡圆角合成应力分布３
图１下部过渡圆角主应力分布４
３结语
（）根据以上模型分折可得机架刚度：１
方案１３０／．９＝３５７ｋｍｍ：００００８４３５Ｎ／
图４机架水平方向变形
ＭＰ，最大主应力为１４ＭＰ（图１、图１）ａ３ａ见１２。
２１芏第２期ｅ１０期）０１Ｅ总４
ｙ｜ｚｓ＠ｃｆ．ＯｒｈｉＣｎ
一
量技蕺 ≥
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Ｉ没汁ｓ箨＿－０薹－
口圆角圆弧处对应合成应力分别为４．ＭＰＯａ和７
化不大，机架结构安全合理。
收稿日期：２１ — ４００１０～１
一
６２１ｏ年第２（４期１期总１。
ｙ．＠ｃｈ．ｏｚｊｓｆｉｍｃ

1420热连轧辊系变形三维建模及有限元分析

优秀设计摘要热连轧机组承担着生产合格成品带钢的任务。

对轧机辊系变形尤其是工作辊变形做出准确的预报和分析，是保证板带材成品截面形状及平直度的先决条件。

本课题的主要内容就是要利用大型通用有限元分析软件ANSYS来模拟实际生产的情况并加以分析。

具体则体现在以下四个方面：一、在充分了解掌握 ANSYS的基础上，依据四辊轧机辊系变形的特点建立满足精度且又便于计算分析的设计计算模型。

二、合理解决在轧制过程中两辊之间的接触问题和轧制区上的非线性加载问题，以提高模型的仿真水平和计算精度。

三、利用ANSYS软件的结果后处理功能，分析轧制时影响因素的作用，并对后处理结果进行计算分析。

四、学会利用APDL编程开发工具进行设计和分析。

关键词：热连轧, 辊系变形, 有限元分析, ANSYSAabstractThe hot strip mill is taking to produce eligible strip production in hand .So the exact prediction and analysis of the deflection status of mill roller, especially for work roll is very important. It is a precondition of improving the profile and the flatness of strip.this article’s research topic is how to simulate the real condition of production and analysis them with the international using software: ANSYS. Concretely say, it contains the following four aspect:One. On the precondition of mastering ANSYS,establish a suitable model based on the deformation characteristic of 4-high mill which can satisfy the precision of calculation and analysis request.Two. Solve the problem on the aspect of contact and nonlinear loading compatibly, to make sure that the simulation level of model can be elevated.Three. Analyse influence factor’s action on rolling,using Post-processor’s function which ANSYS offered, and do research about the result of Post-processor.Four. Learn to use APDL (ANSYS Parametric Language) to design and analysis these problems.Keywords: Hot Continuous Rolling, Deflection of rolls, Finite elements analysis, ANSYS目录1、绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11.1 四辊轧机发展情况概论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11.2辊系变形计算的常用理论与计算方法- - - - - - - - - - - - - - - - 11.2.1轧辊变形模型的分类- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11.2.2 二辊轧机的简支梁模型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11.2.3 四辊轧机的简支梁模型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31.2.4分割法模型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -51.2.5 有限元分析理论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 81.2.6 二维有限元分析模型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 101.2.7 三维有限元分析模型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 111.3 ANSYS软件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 131.3.1 ANSYS的工作原理——有限单元法- - - - - - - - - - - - - - - 131.3.2 ANSYS软件简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 141.4 本文主要研究内容及创新- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 162、模型设计与计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 172.1辊系模型的建立- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 172.1.1 设计原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -172.1.2 模型设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -172.2接触区域的划分- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -192.2.1 设计原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -192.2.2 模型设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -202.3分析模型的建立- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -232.3.1 单元的选取- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 232.3.2 材料特性的定义- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -242.3.3 模型设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 242.4 边界条件的确定及加载- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 282.4.1边界条件的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -282.4.2 加载- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 283、结果后处理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 313.1 辊系变形情况- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -323.2支承辊和工作辊的挠曲线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 383.3 支承辊和工作辊的弹性压扁曲线- - - - - - - - - - - - - - - - - - -443.4 接触面上的接触压力分布- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 473.5 绘制轧件表面变形曲线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 523.6 图形数据分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -543.6.1 对辊系变形情况的分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -543.6.2. 支承辊和工作辊的挠度分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - -553.6.3 弹性压扁曲线的计算分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -573.6.4 接触面接触应力的分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -583.6.5板带凸度分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -593.6.6综合分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -59 结论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 60 致谢- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 61 主要参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 621、绪论1.1 四辊轧机发展情况概论近年来我国轧钢行业得到了飞速发展，钢材年产量突破了2亿吨，已连续多年成为世界钢产量第一大国。

四辊冷轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

低了结果的精确度・本文在大型非线性有限元分析软件 C 0 . =提供的平台上进行轧辊弹性变形的模拟计算模型将辊系变形与带钢变形统一考虑，・
收稿日期： ! " " # $ % " $ % & 基金项目：国家自然科学基金资助项目（） ’ ( ( ( ’ & & " ・作者简介：时旭（，女，辽宁沈阳人，东北大学博士研究生；刘相华（，男，黑龙江双鸭山人，东北大学教授，博士生 % ( ) ’ *） % ( ’ # *）万方数据，男，辽宁大连人，东北大学教授，博士生导师导师；王国栋（ % ( & ! *）・
表! 模型参数 # $ % & ’! ( $ ) $ * ’ + ’ ) ,.* / ’ & 类别支撑辊工作辊带钢参数数值辊身直径／ H H 辊身长度／ H H 辊径直径／ H H 辊身直径／ H H 辊身长度／ H H 辊径直径／ H H 轧前厚度／ H H 宽度／ H H
) 结
论
（）采用弹塑性有限元中的隐式静力算法， ’ 模拟了四辊轧机的轧制过程，得出了四辊轧机的辊系变形得到了带钢宽度、弯辊力等参数对轧辊・弯曲、压扁变形和有载辊缝的影响，为板形分析与
万方数据撑辊的弯曲程度没有明显变化，图中的曲线基本
由图#可见，施加 ’ ，支 $ $ ( $ $0 1 的弯辊力，
［，，］ % & % " 的关系很难获得，通常采取假设的方法，降
［］ ( 计算效率高的特点，广泛应用于热轧中
% ! " " % # ’ " ) " " & ) " % ’ % " ! G ’ " @ G ，， ) " " ( B " % ! # "

基于ANSYS的轧辊有限元分析

随着钢的需求量以及钢的产量逐年增加，使得
架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装
置等继而轧机的寿命以及日常维护就变得日益重要。而轧机主传动系统对于轧机的使用和日常维护是重中之重，所以对轧机主传动系
ＸＵＹａｎｂｏ
ＬＩＷｅｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｑｉｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｑｉｕＨｅｎａｎ４７６０００，Ｃｈｉｎａ）
基于ＡＮＳＹＳ的轧辊有限元分析
徐雁波李威
（商丘工学院机械工程学院，河南商丘４７６０００）
摘要：轧辊是轧机主传动系统的重要零件，也是易发生故障部位之一。现用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ对轧辊进行建模，
再进行ＡＮＳＹＳ有限元分析，并结合理论分析进行对比。结果表明：有限元分析与实际生产中出现的故障一
致。故轧辊的有限元分析为轧机的改进与优化提供理论参考。关键词：轧辊；有限元分析；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中图分类号：ＴＧ３３３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１— ６５５８（２０１７）０２— ２２— ０３

4辊轧机轧制系统设计及有限元分析开题报告

毕业设计（论文）开题报告品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。

因此，它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛地应用。

目前，约有90%的钢都是经过轧制成材的。

有色金属成材，主要也用轧制方法。

为满足国民经济各部门的需要，除轧制生产一般产品外，还生产建筑、造船、汽车、石油化工、矿山、国防用的专用钢材•轧钢生产的成品，根据钢材断面形状，主要分成三大类：钢板、钢管和型钢（包括线材）[5]o轧钢机械或轧钢设备主要指完成由原料到成品整个轧钢工艺过程中使用的机械设备。

一般包括轧钢机及一系列辅助设备组成的若干个机组•通常把使轧件产生塑性变形的机器称为轧钢机。

轧钢机由工作机座、传动装置（接轴、齿轮座、减速机、联轴器）及主电机组成•这一机器系统称主机列，也称轧钢车间主要设备。

主机列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型及特点。

除轧钢机以外的各种设备，统称轧钢车问辅助设备。

辅助设备数量大、种类多、随着车间机械化程度的提高，辅助设备的重量所占的比例就愈大。

轧钢机按用途可分为开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机（如横轧机、轮箍轧机等）[6]o2轧制系统的概述车L钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。

用轧制方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。

因此，它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛地应用。

轧钢机是轧钢生产过程主要的同时也是最重要的生产设备。

轧机牌坊和轧辊的弹性变形直接影响到产品的最终断面形状和尺寸精度，对轧机牌坊和轧辊弹性变形的分析，可为设备结构的优化设计和制定优化的轧制工艺制度提供理论依据；轧辊和轧机机架是轧制力的主要承载体，其强度是否满足要求直接关系到设备的安全生产⑺o在轧制过程中，金属对轧辊作用力有两个：一是与接触表面相切的摩擦应力的合力一一摩擦力；二是与轧辊和轧件接触表面相垂直的单位压力的合力一一正压力。

摩擦力与正压力在垂直轧制方向上的投影之和，即平行轧辊中心联线的垂直力，通常称之为轧制压力。

基于ANSYS LS—DYNA的方管成型辊辊径有限元分析

与大变形现象，例如在金属成型中复杂的非线性
现象等。
ＡＳＳＬＮＹＳ—ＤＮＹＡ可同时支援二维与三维
直用于指导生产，许多理论研究都是将复杂的三
维变形简化为轴对称变形，对其变形过程与机理仍然缺乏系统深入的认识。本文应用ＡＳＳＮＹ软件的Ｌ —ＤＮ显式动力分析）块建立了三ＳＹＡ（模维轧制方管有限元模型，动态模拟了大直径方管
次成型方式，应用ＡＳＳ软件的ＬＮＹＳ—ＤＮＹＡ
（显式动力分析）模块建立三维５道次冷弯方管的有限元模型，动态模拟方管轧制过程。５道次
维普资讯
焊管
连续成型方管模型如图１所示，型参数主要有模辊径、辊长和辊距以及管坯直径、壁厚和长度等。
维普资讯
焊管．０第３卷第１・０年１期２０７月
●试验与研究
基于ＡＹＳ—ＤＮＡ的ＮＳＳＬＹ
方管成型辊辊径有限元分析
钟飞
（清华大学工业工程系，北京１０８）００４摘要：根据冷轧方形管成型工艺，用ＡＳＳＬ — ＹＡ有限元仿真软件对不同的成型辊采ＮＹＳＤＮ
。
２０年１０７月
表１模拟参数
堡圭苎堡墨墼
圭羹查壁查墼
平辊
立辊
平辊
立辊万舱噤
ｌＡ
士耳其头
辊模直径／辊模宽度／单道次压成型速度／摩擦ｍｍｍｍ下量／ｍｍ（／）系数ｍｓ
管坯进给方向
－＿＿＿＿－＿・＿ ■

热连轧辊系变形三维建模及有限元分析

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1、绪论1.1 四辊轧机发展情况概论近年来我国轧钢行业得到了飞速发展，钢材年产量突破了2亿吨，已连续多年成为世界钢产量第一大国。

板带材的轧制生产能力逐步提升到了一个较高的水平，各种板带产品也得以广泛的应用于生产和生活中的方方面面。

但是我国目前轧钢生产的技术水平与国际先进水平相比还有相当大的差距，轧制产品的主要技术指标与国际先进水平相比仍有相当大的差距，我国已经入世，国外钢材生产技术强国的行业冲击愈发明显起来，要想在空前激烈的竞争中得以生存、获得发展，我们就必须在轧机精度控制等方面多做工作。

四辊轧机以其较高的生产能力和良好的产品质量广泛应用于板带生产中，近年来随着国民经济的不断发展以及工业生产需求的不断增长，用户对板带产品的平直度等指标要求越来越高，这就对板带轧制中辊缝的控制精度提出了更高的要求。

对四辊轧机辊系变形进行分析，是关乎板带材质量的决定性因素。

如何提高轧机辊系变形分析的水平，对各个工厂来说是要亟待解决的，传统的分析方法，繁杂且精度不高。

本课题采用基于ANSYS软件的有限元分析法对四辊轧机辊系变形进行研究，是近年来一种正在被逐步广泛应用的方法。

1.2 辊系变形计算的常用理论与计算方法1.2.1轧辊变形模型的分类关于板形的轧辊变形模型的研究发展可追溯到1958年，那时萨克斯尔(Saxl)第一次对四辊轧机做了全面深入的研究。

此后由于引进了数学模型，这一领域得到了更进一步的拓展。

这些模型的分类如下：(1) 二辊轧机的简支梁模型；(2) 四辊轧机的简支梁模型；(3) 分割梁模型；(4) 有限元分析模型。

1.2.2 二辊轧机的简支梁模型在二辊轧机简支梁模型中，将工作辊视为线弹性应力梁。

在推导梁的挠曲公式时，我们做了以下假定：(1)梁的材质均匀，在拉伸与压缩时的弹性模量相同；(2)梁的横断面相同;(3)梁至少关于一个轴向平面对称；(4)所有的加载和反作用力都与梁的轴线垂直；(5)对于具有紧凑断面的金属梁，其宽高比等于或大于8。

ANSYS轧辊接触和弯曲分析项目报告

《塑性成形计算机仿真》三级项目报告1. 1750四辊轧机支承辊弯曲强度分析2. 1750四辊轧机辊间接触强度分析小组成员：指导教师：完成日期：2014年5月目录摘要 (1)项目研究的目的 (1)项目预期结果 (2)研究报告正文 (2)1750四辊轧机支承辊弯曲强度分析 (2)1750四辊轧机辊间接触强度分析 (12)结论 (18)摘要:本报告针对1750四辊轧机支承辊弯曲强度和1750四辊轧机辊间接触强度展开有限元分析。

报告中采用塑性成形计算机仿真研究了轧辊内的应力分布以及最大应力值、发生位置，校核轧辊是否满足强度要求，给出轧辊中心挠曲曲线。

同时还给出轧辊内接触应力，接触摩擦应力分布以及最大应力值，发生位置，校核支承辊接触强度是否满足要求。

关键词：ANSYS分析软件支承辊弯曲强度轧辊辊间接触强度前言：轧机工作辊强度是描述轧机性能的重要参数,轧辊的强度为制定新的合理的轧制规程提供必要的设备数据, 并且为实现带钢厚度的自动调节及计算机控制提供数据。

所以确定工作辊的强度有很重要的实际意义。

本文针对1750四辊轧机, 给出轧辊内的应力分布以及最大应力值、发生位置，校核轧辊是否满足强度要求, 为轧机的设计及改造提供理论依据项目研究报告的目的：塑性成形计算机仿真三级项目，以有限元法在轧制工程中的应用为核心，通过塑性成形计算机仿真三级项目使学生加深对有限元法的理解，通过ANSYS 软件的上机模拟操作，锻炼学生运用有限元法进行一般工程问题分析的能力。

通过三维建模，理论模型建立，分析求解以及验证能力的锻炼。

培养学生掌握使用先进有限元软件进行现代化工程优化设计与分析的技能。

通过项目的实施，引导学生积极思考、主动学习的能力，锻炼和提高学生的交流、沟通和表达能力以及团队合作能力，培养学生的责任感和职业道德。

项目研究报告的范围：该报告论述了有限元法在轧制工程中的应用实例，包括（1）、1750四辊轧机支承辊弯曲强度分析，其中包含三维模型的简化以及建立过程，应力分布、位移分布（纵向、横向）以及最大应力值、发生位置的分析研究，以及对轧辊是否满足强度要求的校核。

四辊可逆粗轧机闭式机架有限元分析

２１有限元计算模型．
轧机机架具有对称性，析时取一半进行分析，成分形
２２机架应力．
应用ＭＣＭａｃＳ．ｒ软件对机架进行分析计算，并用Ｍａｃｒ
睾收稿日期：１Ｏ —１２０一１００作者简介：连民（９６，，１５一）男主要从事矿山机械方面的研究。
轧机本体刚度较高，能够提高中间坯的厚度精度和板
形质量。如图１示，所四辊可逆粗轧机由２片机架（坊）牌
模型（２考虑了机架通过地脚螺栓与地脚板的连图）
上部通过箱形横梁和螺栓联接，键定位。机架的下部则通过２根横梁用螺栓联接。
载荷：在上横梁的压下螺孔表面和下横梁的上表面施约束：在牌坊对称面上施加对称边界条件，在地脚板
处约束所有位移。
应力值如图３中标示。机架等效应力最大值为１３ＭＰ；２ａ
上横梁压下螺孔根部Ｒ０圆弧处的等效应力值为１３８３１．ＭＰ；口上下圆角的等效应力值分别为４．ａ３．ａ窗１４ＭＰ和４７ＭＰ；余各重要位置的等效应力值如图３中标示。ａ其
图１四辊可逆粗轧机结构
机架一般采用含碳量为０２％～．５的Ｚ３．５０３％Ｇ５合金，其强度限ｏ＝０６０Ｍａ延伸率占＝２～１％。ｒ５０— ０Ｐ，６５１％６图２Ｍａｃｒ有限元计算模型

基于ANSYS有限元法型钢轧机机架分析

基于ANSYS有限元法型钢轧机机架分析吴旭春1,李佑河1,黄贞益2,范金城1,李长宏2，陈敏侠2，陈达宏2摘要：本文利用ANSYS有限元法对南钢中型厂Φ850轧机机架的变形及分布进行分析，结果表明，最大应力出现在压下螺母孔圆角处，并得到轧机的力学性能理论结果，为现场工艺的制定和设备的维护和使用提供了理论依据。

关键词：ANSYS有限元法，轧机机架，力学性能Anslysis of the Type Steel Mill Stand Based onANSYS Finite Element MethodWu Xu-chun1 , Li You-he1 , Huang Zhen-yi2 ,Fan Jin-cheng1 ,Li Chang-hong2,Chen Min-xia2（1. Mid-Type Steel plant of Nanjing Iron and Steel Co.Ltd，Jiangsu Nanjing 210035，China；2.Anhui University of Technology School of Materials Science and Engineering，AnHui Maanshan 243002；）Abstract：ANSYS finite element method are used in this paper to analyze the stand of Φ850 type Steel plant of Nanjing Iron and Steel Co.Ltd，The maximum stress appears at the rounding of the depress nut.also repaired the results from the finite element simulation with the measured value ,which can give the mechanical properties of theoretical results of the mill stand，all of that would supply the theoretical basis for process development and equipment maintenance and useness on-site。

板带钢张力热连轧过程的数值模拟

收稿日期：2010－12－28；修订日期：2011－01－16基金项目：内蒙古自然科学基金资助项目（2009BS0803）作者简介：王瑞海（1983－），男，内蒙古科技大学硕士研究生，主要研究方向：板带轧制数值模拟及工艺优化。

板带钢张力热连轧过程的数值模拟王瑞海，王宝峰，李建超，贾宇，罗龙（内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010）摘要：在实际的板带轧制生产过程中，轧件内部的金属流动情况是很难通过实验的方法得到。

本文利用ANSYS /LS －DYNA 显式动力分析软件，在张力热连轧过程中，对轧件内部的金属流动影响进行了有限元模拟。

对板带材轧制过程中节点的位移矢量和轧制力进行了分析，得出张力对轧件内部金属流动的影响规律，计算结果与现场数据基本吻合，为轧制工艺的制定提供参考。

关键词：张力；板带轧制；金属流动；有限元中图分类号：TG335.11文献标识码：A文章编号：1001－196X （2011）03－0041－04Numerical simulation of tension and displacementin hot strip rolling processWANG Rui-hai ，WANG Bao-feng ，LI Jian-chao ，JIA Yu ，LUO Long（Inner Mongolia University of Science and Technology ，Baotou 014010，China ）Abstract ：As it is difficult to obtain the metal movement inside the rolling piece in the actual hot-strip rolling production process by experimental methods ，ANSYS /LS-DYNA as the large-scale finite element analysis soft-ware is adopted to simulate the influence of tension produced in hot strip rolling process on metal movement in-side the rolling piece．The influence law of tension on the metal movement inside the rolling piece was obtained by the analyzsis of node displacement vector and rolling force in hot strip rolling process．The calculated result coincides basically with the spot data．It provides a reference for the design of the rolling process．Key words ：tension ；hot strip rolling process ；metal movement ；finite element1前言板带钢的轧制过程是一个集大变形、非线性（它包含了材料的非线性，几何非线性，边界接触的多重非线性）于一体的复杂变形过程，很难通过数学公式来准确的推导［1］。

4辊轧机轧制系统设计及有限元分析毕业设计

毕业设计题目： 4辊轧机轧制系统设计及有限元分析学院：专业：班级：学号：学生姓名：导师姓名：完成日期：目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 研发背景及意义 (1)1.3 4辊轧机轧制系统基本设计思路 (2)1.3.1 4辊轧机的功能 (2)1.3.2 4辊轧机轧制系统结构的基本设计思路 (2)1.4 课题的研究内容 (3)第2章轧制系统结构设计 (4)2.1 引言 (4)2.2 轧辊环的设计计算 (4)2.2.1 轧辊环材料的选择 (4)2.2.2 轧辊环基本参数的确定 (4)2.3 电动机的选择 (6)2.3.1 选择电动机的类型及结构形式 (6)2.3.2 轧制压力的计算 (7)2.3.3 轧制总力矩的计算 (8)2.3.4 电机转速的确定 (11)2.3.5 电机功率的确定 (11)2.3.6 电动机型号的确定 (12)2.3.7 传动各级轴的基本参数确定 (12)2.4 轧辊轴的计算 (13)2.4.1 估算轴的最小直径 (13)2.4.2 确定轴的各段直径 (14)2.4.3 轴的校核 (15)2.5 轧辊轴上轴承的确定 (15)2.6 带传动的设计计算 (15)2.6.1 确定计算功率 (16)2.6.2 选择带型 (17)2.6.3 确定带轮的基准直径 (17)2.6.4 确定中心距和带的基准长度 (17)2.6.5 验算主动轮上的包角 (18)2.6.6 确定带的根数 (18)2.6.7 确定带的预紧力 (19)2.6.8 计算作用在带轮的压轴力 (19)2.6.9 带轮的材料 (19)2.6.10 带轮的结构形式及主要尺寸 (19)2.7 减速器的设计计算 (20)2.7.1 减速器类型的选择 (20)2.7.2 减速器基本参数 (21)2.7.3 标准斜齿圆柱齿轮的设计计算 (22)2.7.4 齿轮的轴的设计 (25)第3章三维建模 (29)3.1 引言 (29)3.2 基本零件建模 (29)3.3 轧制系统的装配 (31)3.3.1轧辊轴的装配 (32)3.3.2轧制部分装配 (33)3.3.3轧制系统装配 (34)3.3.4总装配 (36)第4章轧制系统有限元分析 (37)4.1 引言 (37)4.2 轧辊轴的有限元分析 (37)4.3 轧辊环的有限元分析 (39)4.4 龙门架的有限元分析 (40)4.5 轧辊缺陷的种类和原因 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)4辊轧机轧制系统设计及有限元分析摘要：本次设计的4辊轧机轧制系统是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体（轧件）拽入轧辊的缝隙间，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。

轧制变形的ansys有限元分析的处理

参考文献
1 美国 IMAG公司. ANSYS 5. 1 技术报告 ,1995 , (2) 2 邵万鹏、李波. ANSYS 与材料科学. 金属材料 :1996
(收稿日期 :1998 —03 —22)
(上接第 15 页)
7 结论
(1) 较系统地分析了轧钢剪切特点及进行剪切规程设计方法的优缺点 ,成功地把工程概率优化设计方法引入剪切规程设计中。
图 4 轴承座对称加载约束 1 1/ 4 轴承座模型 2 1/ 4 轴承座对称位移约束
塑性加工问题中对重轨加载后的稳度要求很高 ,重轨模型由二维问题模拟处理后 ,其静态失稳情况与实际近似。为更清晰地分辨实际中变形失稳分布情况 ,在二维模型基础上 ,采用 SOLID45 八节点体单元进行处理 ,受压表面节点载荷成三个阶段处理 ,对受压重轨上表面模拟真实载荷状态
钢材铸钢
表 1 钢材材质特性常数
弹性模量
泊松比
GPa
密度 g·cm - 3
摩擦系数
稳态
动态
202 0. 3 7. 8 无润滑有润滑无润滑有润滑
碳钢合金钢 206 0. 3
7. 8 7. 9
0. 15
0. 1 0. 12
0. 15
0. 05 0. 1
4 单元网格划分一些形状较简单的模型采用四节点平面四边
分析结果还存在误差问题。如果参数变动的
分析结果具有一种收敛的趋势 ,我们认为分析结果可信 ,同时需要实际的现象或实测的数据支持分析结果 ,以减小或补偿误差。
7 结论
通过 ANSYS 有限元软件分析轧制变形问题 , 我们更加认识到 ANSYS 的灵活方便与模拟可信性 ,它能够直观地解析各种轧制变形状态 ,为数据结果信息提供了多种输出方式 ,成为解析轧制变形问题的一种好的有限元工具。

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析辊压机是一种常见的金属加工设备，主要用于将金属材料通过辊轴的辊压作用，实现弯曲、成形等工艺操作。

辊轴作为辊压机的核心部件之一，承受着巨大的力和力矩，其结构的合理性和强度的稳定性对辊压机的正常运行和安全性至关重要。

因此，对辊轴进行有限元分析，可以帮助优化设计、提高产品质量和减少故障率。

在有限元分析中，ANSYS是一种广泛使用的工程仿真软件，可以对结构的受力状态进行模拟和分析。

下面将结合ANSYS软件，对辊压机辊轴进行有限元分析，对其进行优化设计。

首先，需要创建辊轴的三维模型，包括几何形状、材料属性、边界条件等。

可以使用CAD软件绘制辊轴的几何形状，并导入到ANSYS中进行建模。

然后，根据实际情况设置辊轴的材料属性，比如弹性模量、泊松比、材料强度等。

接下来，根据辊压机的工作原理和实际工况，给辊轴施加边界条件。

比如，可以通过加载一定的力和扭矩，模拟辊压机工作时的受力状态。

根据实际情况，可以设置辊轴的支撑方式，比如固定支撑或自由滚动等。

然后，进行网格划分和求解。

可以使用ANSYS中的网格划分工具对辊轴进行划分，生成适当的单元网格。

然后，设置辊轴的载荷和约束条件，并选择适当的有限元分析方法和求解器。

最后，对结果进行分析和优化。

通过有限元分析，可以获得辊轴在工作过程中的应力、应变分布情况，进而评估辊轴的强度和稳定性。

根据分析结果，可以对辊轴的材料、结构等进行优化设计，例如增加材料的强度、调整辊轴的尺寸等，以提高辊轴的耐用性和工作效率。

总结起来，基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析，可以帮助我们深入理解辊轴在工作条件下的受力状态，提供科学依据和技术支持，对辊轴的设计和优化起到重要的指导作用。

通过有限元分析，可以减少试验设计的时间和成本，提高产品的性能和可靠性，实现辊压机的高效运行。

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析

变形状态。结果显示了辊轴在稳定工作状态下的应力应变状态。
关键词：辊压机；辊轴；有限元分析；ＮＹ；ｒ／ＡＳＳＰｏＥ中图分类号：Ｈ２ ’ １３ｒ文献标识码：Ａ文章编号：０７４１（０２０－０３０１０ — ４４２１）２０６－２
ＦｉｉｌｍｅｔａａｙｉｏｏｅｓｉｏｌｒｉａｅｎＡＮＳＩｔｅｅｎｎｌｓｓｆｒＨｒｎｒｌｍｌｂｓｄｏｌｅｅｌＹＳＡＪｉｉａ．ＺｏｉＨｕｈｕＫａ — ａ
ｎ＝～
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．
ｆ．Ｏ
２ｕｘ６０
所有单元均采用计算精度高和收敛性好的六面体和五面体单元。网格划分完毕后，个辊轴总模型整
共有２５３２８０个Ｓｌ４ｏｉ５单元和２６３ｄ２９４个节点。辊轴的ＡＳＳ有限元模型如图１示。ＮＹ所
（ｕａｎｖｒｔｏｅｎｌｙＳｈｏｏｍｃａｉｌｎｅｔｎｎｉｅｎＷｈｎｕｉｓｙｆｔｈｏｏ，ｃｏｌｅｉｃｇｅｈｎａａｄｅｃｏｉｅｇｎｒｇ，ｆｃｌｒｃｅｉ
ｎＨｂｉ４０７，ｈｎ）ｕｅ３００Ｃｉａ
Ｋｅｏｄｓ：ｒｌｅｉｌｒｌｅｓ；ｆｎｔｌｍｅｎａｙｉ；ｙｗｒｏｌｒｌ；ｏｌｒｉｉｅｅｅｎｔａｌｓｓＡＮＳＹＳ；Ｐｒ／Ｅｍｏ
１辊压机辊轴有限元分析
１１辊压机辊轴结构与工作原理．