第1章 板带轧制变形区动力学 1
1.1 冷轧板带轧制变形区动力学模型 1
1.1.1 辊缝几何形状 1
1.1.2 屈服准则 2
1.1.3 入口和出口位置 3
1.1.4 中性点位置和应力分布 3
1.1.5 轧制力和转矩 4
1.2 热轧板带轧制变形区动力学模型 5
1.2.1 轧制力、轧制力矩与轧辊水平力计算公式 5
1.2.2 轧制力增量计算公式 7
1.2.3 工作辊水平力增量计算公式 10
1.2.4 驱动力矩增量计算公式 10
1.3 热轧板带变形区混合摩擦动力学模型 11
1.3.1 轧制变形区摩擦分布规律 11
1.3.2 轧件非稳态流动速度模型 12
1.3.3 动态中性角计算模型 14
1.3.4 热轧轧制变形区摩擦力和轧制压力计算模型 15
1.3.5 模型计算和验证 19
第2章 板带轧机刚性动力学 23
2.1 轧机系统一维动力学模型 23
2.1.1 轧机水平振动模型 23
2.1.2 轧机垂直振动模型 24
2.1.3 轧机主传动系统扭转振动模型 27
2.1.4 一维动力学模型固有频率计算 29
2.2 轧机系统多维耦合动力学模型 30
2.2.1 轧辊偏移对轧辊动力学分析的影响 30
2.2.2 轧机系统多维耦合动力学模型的建立 32
2.2.3 轧机系统多维耦合动力学模型求解方法 36
2.2.4 轧机系统多维动力学模型固有特性计算 37
2.3 热轧机辊系摆动动力学模型 39
2.3.1 等效运动分析单元 40
2.3.2 轧制过程动态力学模型 41
2.3.3 考虑轧辊偏移的辊系位移耦合关系模型 43
2.3.4 轧机辊系摆动振动微分方程 43
2.3.5 轧机辊系摆动固有频率计算 46
第3章 板带轧机辊系弯曲变形动力学 49
3.1 四辊轧机辊系弯曲变形自由振动模型 49
3.1.1 基于Euler梁理论的辊系弯曲变形自由振动模型 49
3.1.2 基于Timoshenko梁理论的辊系弯曲变形自由振动模型 55
3.2 四辊轧机辊系弯曲变形受迫振动模型 61
3.2.1 辊系受迫振动微分方程求解 61
3.2.2 不同载荷形式辊系受迫振动分析 63
3.3 四辊轧机辊系弯曲变形动态仿真研究 66
3.3.1 基于Euler梁模型的辊系弯曲变形自由振动仿真研究 66
3.3.2 基于Timoshenko梁模型的辊系弯曲变形自由振动仿真研究 69
3.3.3 辊系弯曲变形受迫振动仿真研究 71
第4章 轧制过程运动板带动力学 77
4.1 轧制过程运动板带振动二维模型 77
4.1.1 运动板带二维动力学模型的建立 77
4.1.2 运动板带二维动力学模型Galerkin离散 81
4.1.3 数值模拟 83
4.2 轧制过程运动板带振动三维模型 87
4.2.1 运动板带三维动力学模型的建立 87
4.2.2 带钢张应力分布模型 91
4.2.3 运动板带三维动力学模型Galerkin离散 92
4.2.4 数值模拟 94
第5章 面向板形板厚控制的板带轧机动力学模型体系 101
5.1 辊系弯曲变形与轧制过程动态耦合模型 102
5.1.1 模型的建立 102
5.1.2 模型求解流程 103
5.1.3 数值方法的选择 103
5.1.4 数值方法介绍 104
5.2 轧件-辊系静态耦合模型 105
5.2.1 辊系弹性变形模型 106
5.2.2 轧件三维轧制流线条元变分模型 108
5.2.3 耦合模型求解流程 114
5.3 面向板形板厚控制的板带轧机系统动态仿真 115
第6章 板带轧机系统刚柔耦合动力学模型体系 121
6.1 轧机辊系刚柔耦合动力学模型 121
6.1.1 轧辊运动学描述 122
6.1.2 轧辊动能的变分 124
6.1.3 轧辊变形能的变分 124
6.1.4 轧机辊系刚柔耦合运动微分方程 124
6.2 变形区轧制力学模型 126
6.2.1 单位宽轧制压力变化量 126
6.2.2 影响平均单位压力变化量的各因素分析 126
6.3 轧制变形区耦合动力学模型 130
6.3.1 轧件横向位移与变形速度 130
6.3.2 板带轧制时总变形功 131
6.3.3 轧制变形区耦合动力学方程 131
6.4 基于辊系刚柔耦合特性的轧机系统动力学模型 133
6.4.1 轧机辊系刚柔耦合动力学模型 133
6.4.2 工作辊横向振动模态函数 134
6.4.3 支承辊横向振动模态函数 135
6.4.4 轧机系统多变量耦合动力学分析 136
第7章 板带轧机传动系统动力学模型体系 143
7.1 弧形齿接轴稳态力学模型 143
7.1.1 弧形齿接轴齿间间隙计算 144
7.1.2 弧形齿接轴啮合力和附加力矩计算 147
7.1.3 仿真分析 149
7.2 弧形齿接轴动态力学模型 152
7.2.1 动态啮合力和附加力矩模型 152
7.2.2 动态位移对啮合力和附加力矩的影响 153
7.2.3 动态负载力矩对啮合力和附加力矩的影响 156
7.2.4 轴间倾角对动态啮合力和附加力矩的影响 157
7.3 考虑弧形齿动特性的轧机传动系统动力学 158
7.3.1 动力学模型建立 158
7.3.2 轧机传动系统固有特性分析 161
7.3.3 轧机传动系统动态仿真分析 162
7.4 板带轧机传动系统整体动力学模型 165
7.4.1 板带轧机传动系统整体动力学模型建立 165
7.4.2 板带轧机传动系统整体动力学仿真分析 168
第8章 板带轧机系统动力学理论应用 171
8.1 板带轧机稳定运行动力学模型体系概述 171
8.2 轧机振动测试技术 172
8.2.1 振动测试内容 172
8.2.2 振动测试方法 172
8.3 1580热轧机组F2轧机振动测试及研究 174
8.3.1 振动测试数据分析 174
8.3.2 基于动力学理论的轧机系统稳定性分析 179
8.3.3 F2轧机抑振措施实施效果分析 185
8.4 2160热轧机组F2轧机第一次振动测试及研究 186
8.4.1 振动测试数据分析 186
8.4.2 基于动力学理论的轧机振动仿真分析 190
8.4.3 轧机系统稳定性分析及抑振措施研究 193
8.5 2160热轧机组F2轧机第二次振动测试及研究 199
8.5.1 振动测试数据分析 199
8.5.2 基于动力学理论的轧机扭转自激振动机理研究 202
8.5.3 轧制变形区稳定性分析及抑振措施 203
8.6 板带轧机系统稳定运行技术展望 206
参考文献 209