连铸坯在线大侧压调宽技术及其应用PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1 板坯大侧压调宽技术对现代钢铁工业生产的意义 1

1.2　板坯侧压调宽技术的研究及发展现状 4

1.3　板坯侧压调宽的数值模拟技术 11

1.3.1 立辊侧压板坯调宽数值模拟 11

1.3.2　调宽压力机板坯侧压数值模拟 13

1.4　调宽压力机的机构动力学分析 16

1.4.1　机构多刚体动力学 16

1.4.2　机构弹性体动力学分析 19

1.5　课题的研究内容 20

1.5.1 问题的提出 20

1.5.2　研究内容 21

2　非线性有限元理论及其应用 22

2.1 引言 22

2.2　有限元法基本问题 26

2.2.1 基本流程 26

2.2.2 基本方程 29

2.2.3 虚功方程 30

2.2.4　本构方程 31

2.2.5 刚度矩阵 31

2.3　弹塑性变形过程分析 33

2.3.1　弹塑性阶段 34

2.3.2 刚塑性有限元法 38

2.4　塑性理论的三大准则 40

2.5　接触问题的有限元理论 46

2.5.1 柔度方程 46

2.5.2 坐标变换 47

2.5.3 接触点的相容方程及增量形式 48

2.5.4 接触问题的无穿透约束 50

2.5.5 刚体与变形体之间的接触约束 52

2.5.6 法向接触力模型 53

2.5.7 切向摩擦力模型 53

2.6　非线性问题的求解方法 55

2.6.1 迭代法（总载荷法） 58

2.6.2　迭代收敛判据与增量步长选择 61

2.7　收敛准则 63

2.8　三维实体有限元方程建立过程 63

2.8.1 单元的位移 63

2.8.2 单元的应变矩阵与位移场的关系 67

2.8.3　单元的应变能 69

2.8.4 利用最小势能法导出刚度矩阵 69

2.9　有限元商用软件的发展 70

2.10　本章小结 77

3　SSP压力调宽机机构分析 78

3.1　SSP压力调宽机的组成 78

3.2　SSP压力调宽机模块运动学方程的建立 80

3.2.1 同步框架运动学方程的建立 81

3.2.2　侧压框架运动学方程的建立 82

3.3　SSP压力调宽机模块运动学模拟结果分析 84

3.3.1　SSP压力调宽机模块的位移分析 84

3.3.2　SSP压力调宽机模块的速度分析 85

3.3.3　SSP压力调宽机模块的加速度分析 85

3.4　SSP压力调宽机模块运动学优化分析 86

3.4.1　优化目标函数的确定 86

3.4.2 目标函数变量的确定 87

3.4.3 目标函数约束条件的确定 87

3.4.4　优化方法的选取 88

3.4.5　复合形法简介 88

3.4.6　SSP压力调宽机同步机构大小偏心对匀速段区间的影响 89

3.4.7　SSP压力调宽机侧压机构位置优化结果分析 91

3.4.8　SSP压力调宽机优化前后模块运动学结果分析 94

3.5 SSP压力调宽机改造后模块运动学优化分析 95

3.5.1 SSP压力调宽机改造后运动学方程的建立 96

3.5.2 改造后优化目标函数的确定 101

3.5.3 改造后目标函数变量确定 102

3.5.4 改造后约束条件的确定 102

3.5.5 改造后SSP压力调宽机模块运动学优化结果分析 103

3.6　本章小结 106

4　SSP压力调宽机侧压过程热力耦合有限元模拟 107

4.1　板坯侧压有限元模型 107

4.1.1　SSP压力调宽机模块的选取 107

4.1.2　板坯侧压有限元模型的建立 108

4.2　板坯侧压有限元模拟的结果分析 111

4.2.1 板坯温度场有限元模拟结果分析 111

4.2.2 热力耦合场轧制力模拟结果分析 127

4.2.3 热力耦合场位移模拟结果分析 140

4.2.4 热力耦合应力应变场模拟结果分析 148

4.2.5　模块形状影响研究 151

4.3　本章小结 158

5　SSP压力调宽机动态性能分析 160

5.1　SSP压力调宽机动力学模型的建立 160

5.2　含间隙SSP压力调宽机刚体动力学方程的建立 161

5.2.1 SSP压力调宽机同步机构动力学模型的建立 162

5.2.2 SSP压力调宽机侧压机构含间隙动力学模型的建立 164

5.3　含间隙刚体动力学仿真结果及分析 168

5.3.1 同步机构运动副受力仿真结果分析 169

5.3.2 侧压机构运动副接触力仿真结果分析 172

5.4　SSP压力调宽机弹性动力学方程 174

5.4.1 SSP压力调宽机弹性运动学方程的建立 174

5.4.2　SSP压力调宽机弹性动力学方程的建立 176

5.5　含间隙弹性体动力学仿真结果及分析 182

5.5.1 同步机构运动副受力仿真结果分析 182

5.5.2 侧压机构运动副接触力仿真结果分析 185

5.5.3 侧压框架接触力模拟结果分析 188

5.5.4　SSP压力调宽机主连杆动力有限元分析 192

5.6　模块运动学分析 197

5.7　本章小结 200

6　SSP压力调宽机关键零部件受力分析 201

6.1　衬板受力分析 201

6.1.1 侧压框架Z方向上受力模型的建立 201

6.1.2 侧压框架Z方向上受力模型的数学描述 202

6.1.3　侧压框架Z方向上支反力的计算结果和分析 203

6.1.4　衬板受力有限元分析 204

6.1.5 改善衬板应力分布的对策研究 208

6.2　SSP轧机主偏心轴轴承寿命分析 208

6.2.1 SSP轧机主偏心轴轴承的工作特点 209

6.2.2 轴承寿命计算结果分析 211

6.3　本章小结 214

7　SSP压力调宽机侧压过程的工业实验研究 215

7.1 引言 215

7.2　测试内容和所需设备及主要有关仪器 215

7.2.1 测试内容 215

7.2.2 测试所需设备及主要仪器 215

7.3　衬板应变测试和疲劳试验研究 217

7.3.1 衬板应变测试研究 217

7.3.2　衬板疲劳试验研究 219

7.4　轧制力在线测试研究 227

7.5　板坯侧压后的截面形状分析 228

7.5.1 板坯头部失宽的测试结果分析 228

7.5.2　板坯“狗骨”高度的测试结果分析 229

7.6　模块加速度在线测试分析 230

7.7　本章小结 231

参考文献 233