铜铝复合板轧制力的研究

发布时间：2017-06-26 04:00

  本文关键词：铜铝复合板轧制力的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铜铝冷轧复合母线排具有优良的电导率和温升等电学性能,具有良好的复合界面力学性能,是纯铜母线排和纯铝母线排的理想替代品。研究铜铝冷轧过程的受力和变形,对轧制成形工艺设计和保证复合板质量尤为重要。轧制力的数学模型是轧机过程控制模型的核心,研究轧制力的数学模型对实现轧制过程自动化具有重要意义。本课题主要研究铜铝冷轧复合轧制力学模型建立及轧制力计算。首先,通过ABAQUS有限元软件模拟了铜铝铜轧制复合的变形过程,研究了铜铝轧制复合受力与变形规律,划分了三个变形区域：弹性变形区、铝单独塑性变形区和共同塑性变形区。其次,根据铜铝铜轧制复合受力与变形规律,将变形区简化为共同塑性变形前滑区和后滑区,建立了轧制复合数学模型。推导了铜铝铜三层金属轧制复合的轧制力计算公式：采用MATLAB对轧制力公式编写计算程序,并带入实验条件对轧制力进行计算。采用直拉式四辊轧机上进行了轧制实验,测得了冷轧复合轧制力。将理论值与实测值比较,误差小于7%,验证了轧制复合数学模型。最后,对轧制力的各个影响因素进行了分析,复合板的轧制力随着辊径、压下率、变形抗力和摩擦系数的增大而增大,随着前后张力的增大而减小,且前张力只影响前滑区的平均单位压力,后张力只影响后滑区的平均单位压力。分析了两大主要因素摩擦系数和变形抗力,根据实验数据回归得到的摩擦系数和变形抗力模型,修正了轧制力数学模型参数,铝的变形抗力模型为σs=40+199.94ε∑1.001,铜的变形抗力模型为σs=90+1222.92ε∑0.853,铝的摩擦系数模型为μ=μ0+A/l/h平-B,提高了轧制力预报精度
【关键词】：铜铝复合板 轧制力计算 冷轧复合 MATLAB软件
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335.81
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 铜铝复合技术的发展10-11
• 1.3 金属固相复合机理11-12
• 1.4 轧制力计算的研究现状12-17
• 1.4.1 工程法计算轧制力13-15
• 1.4.2 有限元法在轧制中的应用15-17
• 1.5 本论文的研究目的及研究内容17-19
• 第2章 铜铝复合板轧制力研究19-38
• 2.1 弹塑性有限元理论19-23
• 2.1.1 屈服准则19
• 2.1.2 弹塑性应力应变关系19-21
• 2.1.3 滑移线场理论21
• 2.1.4 基于塑性理论的轧制力模型21-23
• 2.2 铜铝复合板变形区模拟分析23-29
• 2.2.1 ABAQUS简介23-24
• 2.2.2 冷轧过程有限元模型的建立24-28
• 2.2.3 复合板变形区的变形规律分析28-29
• 2.3 轧制力数学模型构建29-38
• 2.3.1 数学模型在轧制过程控制中的作用29-30
• 2.3.2 变形区简化及假设条件30-31
• 2.3.3 Ⅰ区单位压力计算31-35
• 2.3.4 Ⅱ区单位压力计算35-36
• 2.3.5 积分上下限的确定36-37
• 2.3.6 总轧制力的计算37-38
• 第3章 轧制实验与轧制力模型的验证38-49
• 3.1 实验准备及方案设计38-43
• 3.1.1 实验材料38
• 3.1.2 实验设备38-41
• 3.1.3 实验方案41-43
• 3.2 数据处理与分析43-44
• 3.3 基于MATLAB的轧制力计算44-47
• 3.3.1 MATLAB简介44
• 3.3.2 基于MATLAB计算轧制力程序的编写44-47
• 3.4 计算值与实测值的比较47-49
• 第4章 铜铝复合板轧制力模型的讨论49-61
• 4.1 复合板轧制力的影响因素49-55
• 4.1.1 轧辊半径对复合板轧制力的影响49-50
• 4.1.2 压下率对复合板轧制力的影响50
• 4.1.3 变形抗力对复合板轧制力的影响50-51
• 4.1.4 摩擦系数对复合板轧制力的影响51-52
• 4.1.5 前后张力对复合板轧制力的影响52-55
• 4.2 变形抗力模型55-57
• 4.2.1 变形抗力的影响因素55-56
• 4.2.2 变形抗力模型56-57
• 4.3 摩擦系数模型57-61
• 4.3.1 摩擦系数的影响因素57-58
• 4.3.2 摩擦系数模型58-59
• 4.3.3 优化后的模型计算轧制力59-61
• 第5章 结论61-62
• 参考文献62-66
• 附录A 用MATLAB编写的轧制力计算程序66-67
• 在学研究成果67-68
• 致谢68

【参考文献】

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1 刘立忠,刘相华,王国栋;轧制过程的显式动力学有限元模拟[J];东北大学学报;2001年03期

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本文编号：484658