塑变性理论三级项目1

1、弹塑性理论课程三级项目轧制前滑、宽展理论计算与实验分析 班 级：轧钢二班 成 员：刘志盼 120101010080 杨 召 120101010051 孙诗浩 120101010081 冉 渊 120101010084 刘德龙 120101010116 指导教师：李学通 时 间：2015年4月21日一、前言在旋转的轧辊间改变钢锭，钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。要研究轧钢轧制过程中轧辊与轧件的相互作用，首先要考虑轧辊和轧件发生作用的区域的几何特点，这对于了解轧制过程的特性是必要的。轧制过程中由于前滑的存在,致使轧制过程复杂化,所以正确的估计前滑值并且合理的确定轧件的入口速度和出口速度,是保证轧制过

2、程正常进行并且获得良好产品质量的重要条件。要想正确估计前滑值就必须了解和掌握前滑的影响因素，从而为正确估计前滑值提供便利的条件。而本报告主要研究前滑与宽展这两个特性。前滑及其影响因素：轧件的出口速度大于轧辊圆周速度的现象,前滑值是随轧辊直径的增加而增加,只是因为在其他条件相同的条件下,轧辊直径增加时咬入角a减小而摩擦角保持为常数,所以稳定阶段的剩余摩擦力就增加由此导致金属的流动性增加,也就是前滑值增加.但因指出,轧辊直径D400mm时，前滑随轧辊直径增加而增加较慢，这是由于轧辊直径增大时，伴随着轧辊线性速度的增加，摩擦系数减小，所以剩余的摩擦力的数值有所减小。再则，当轧辊直径增加，B增大，延伸

3、相应的减小，这两因素的共同作用，是前滑值增加较为缓慢。前滑值随摩擦系数的增加而增加，随压下量的增加而增大，显而易见金属的流动性随前张力的增加而增加，前滑值减小。宽展及影响因素：轧制时在变形区内，金属由于在高度上受到压缩而产生纵向流动的现象。宽展随着压下量的增加而增加，因为金属的高度方向的相对位移体积增大，从而使宽度和长度方向的相对位移体积得到相应的增加，因此宽展增加。宽展随扎件宽度的增加先增加后减小。宽展随扎辊直径的增大而增大。后张力对轧件宽展的影响很大，而前张力对轧件宽展的影响较小，因为轧件的塑性变形主要发生在后滑区，且随后张力的增加而减小。2、 轧制前滑计算与实验结果分析(一)方案1取铅试

4、件两块：h0=8mm, b0=20mm, L0=150mm,以相同的压下量=1.5mm，一块涂粉笔灰的干轧辊中轧制，另一块在涂机油的轧辊中轧制。轧制后用游标卡尺测出轧件上两个印痕之间的距离L1并用卷尺量轧辊两冲坑之间的距离L,则用前滑实测公式： %将实测值与理论公式的计算值填入表格1中。 表格1 实测值与理论计算（摩擦与润滑）影响条件h0h1h0-h1L1L实测S1%理论%干辊8.106.481.62102.70100.002.7%0.158润滑8.006.421.58101.04100.001.04%0.156 由表1数据分析：在其他条件相同的条件下，在涂粉笔灰的干轧辊中轧制所测前滑值比涂机

5、油情况下的前滑值大，即：摩擦系数越大，前滑值S1越大。 (二)方案2取铅试件三块，其参数为：h0=8mm, b0=20mm, L0=150mm,取压下量=1mm，轧制三块试件，测量值、计算前滑。将结果分别填到表2中。 表格2张力对前滑影响 铅件轧前尺寸轧后尺寸第一道次第二道次第三道次h0b0L0h1S1h1S1h1S11#前张力7.8620.90162.161.006.861.78%1.005.761.78%0.804.961.54%2#后张力7.8019.92162.000.946.861.30%1.025.741.21%0.844.901.08% 3#无张力7.9021.20161.761

6、.046.861.50%1.065.801.40%0.824.981.38% 由表2数据分析：在其他条件相同的情况下，作用有前张力T1时的前滑系数S1比无张力时大，作用有后张力T0时的前滑系数S1比无张力时的小。 由以上分析可得出如下结论：当后张力T0=0,前张力T1使前滑值S1增大；当前张力T1=0,后张力T0使前滑值S1减小。 (三)方案3 取铅试件两块，其参数为：h0=8mm, b0=20mm, L0=150mm,取压下量=1.5mm，分别轧制，测量并计算前滑值。将结果填入表3中 表格3 轧件厚度对前滑的影响试件号轧前尺寸轧后尺寸第一道次第二道次h0b0L0h1L1S1h1L1S116.

7、5021.90160.501.500.1075.00103.603.6%1.500.1073.50104.104.1%27.9624.12160.601.560.1096.40102.802.82%1.400.1035.00103.403.40%运用已有数据，利用MATLAB绘图得到的曲线如下图所示 图3 轧件厚度对前滑的影响 由表3数据分析：在其他条件相同的情况下，厚度较大的轧件在两个道次的前滑系数分别小于厚度较小的轧件的前滑系数；每个轧件第二道次的前滑系数比第一道次的前滑系数大。 由以上分析可得如下结论：前滑系数S1随轧件厚度h的增大而减小。(4) 方案4 取铅试件两块，其参数为：h0=8

8、mm, b0=20mm, L0=150mm,第一块取压下量=1、2mm，第二块取压下量=2、4mm。分别轧制，测量并计算前滑值。将结果填入表4中 表格4 压下量对前滑影响试件号轧前尺寸轧后尺寸第一道次第二道次h0b0L0h1L1S1h1L1S117.9022.50161.800.900.0837.00100.100.10%2.200.1304.80100.180.18%27.9022.40161.102.000.1245.90100.800.80%3.700.1442.20101.221.22% 运用已有数据，利用MATLAB绘图得到的曲线如下图所示 图4 压下量对前滑的影响 由表4数据分析：

9、在其他条件相同的条件下，每个轧件第一道次的前滑系数都小于第二道次的前滑系数;在第一和第二道次，压下量大的轧件前滑系数比压下量小的前滑系数大。 由以上分析可得如下结论：前滑系数S1随轧件压下量的增大而增大。3、 轧制宽展计算与实验结果分析（一）方案1取四块试件h0=8mm,L0=100mm,宽度分别为b01=10mm,b02=20mm,b03=30mm,b04=40mm,测量出轧前宽度尺寸b0.取压下量=2mm,测量轧制后的宽度b1,将测量数值填入下表，画出与b0的关系坐标曲线。表格5 轧制宽展记录试件b0b1110.5011.582.001.08220.5021.702.001.20330.9

10、031.182.000.28441.5042.262.000.76 运用已有数据，利用MATLAB绘图得到的曲线如下图所示 图5 轧件宽度对宽展的影响 由表5数据分析：由表5数据分析：绝对宽展量开始随试件宽度的增加而增大，并在一定的宽度上达到最大值，而后随试件宽度增加而减小。其原因是有外端的存在，外端的存在使变形区中部金属产生附加压应力，边部金属产生附加拉应力。另外，接触摩擦在变形区内产生横向压应力，此横向压力在中部区域大，边部区域小。所以中部区域内的附加压应力不会改变此区域的应力状态，而边部金属的附加拉应力将会使中间主应力方向由纵向变为横向，附加拉应力强迫边部金属同中部金属产生大体相同的延申

11、，使宽展减小。（二）方案2 取铅试块二块：h0=8mm, b0=20mm, L0=100mm,第一块按每道压下量=1、2、3mm，连续轧制三次，测量每次轧制前后的宽度。第二块以相同的压下量连续轧制三次，每次都加后张力。测量每次轧制前后的宽度。比较两种轧制情况下的变化情况。将结果填入表6中表格6压下量和张力宽展记录 试 件轧前 总轧后1轧后2轧后3h0b0h1b1h1b1h1b118.1021.023.166.9221.560.545.9021.580.024.9422.000.4227.9019.222.926.9219.480.265.9019.620.144.9819.900.28运用已有

12、数据，利用MATLAB绘图得到的曲线如下图所示 图6 压下量和张力对宽展大影响由表6数据分析：后张力对轧制宽展具有很大的影响。因为轧件的变形主要产生在后滑区内。由图7-21知，随着后张力的增大，增大，此时减小，故带有后张力的宽展减小。由于实验数据只有两组，分别为无后张力与有后张力的实验条件下测得的宽展。因此我们只需要根据实验数据，说明在后张力存在时，宽展相对无张力时的数值小。实验图形为一条向下倾斜的直线，说明随着后张力的增大，绝对宽展随之减小，与理论相符。(2) 方案3 取铅试块二块：h0=8mm,测量每次轧制前,轧制后的宽度并计算 值。b0=20mm, L0=100mm。第一块，凃粉笔灰按每

13、道压下量=1、2、3mm，连续轧制三次，。第二块以相同的压下量连续轧制三次，每次涂油，轧制后测量每次轧制前后的宽度。比较两种轧制情况下的变化情况。将结果填入表7中。 表格7摩擦系数宽展记录 试 件轧前 总轧后1轧后2轧后3h0b0h1b1h1b1h1b117.8621.002.826.9021.200.206.0621.880.685.0423.141.2628.0020.302.927.0020.460.166.0820.980.525.0822.001.02 运用已有数据，利用MATLAB绘图得到的曲线如下图所示 图7 摩擦系数对宽展的影响由表7数据分析：理论情况下在比值的值不同时，随着摩

14、擦系数的变化，宽展会受到不同的影响。由书中图7-20知，在的前提下，比值小于0.62时，随着摩擦系数的增大，宽展减小；而在较小时，随着摩擦系数的增大宽展增大。本实验所取试件的理论基本尺寸为：h0=8mm，L0=100mm，b0=20mm已知D=130mm由于加工误差的影响，试件的实际基本尺寸为：理论情况下在比值的值不同时，随着摩擦系数的变化，宽展会受到不同的影响。由书中图7-20知，在的前提下，比值小于0.62时，随着摩擦系数的增大，宽展减小；而在较小时，随着摩擦系数的增大宽展增大。本实验所取试件的理论基本尺寸为：h0=8mm，L0=100mm，b0=20mm已知D=130mm由于加工误差的影

15、响，试件的实际基本尺寸为：1 h1=7.86mm,L1=100mm,b1=21.00mm2 h2=8.00mm,L2=100mm,b2=20.30mmb1/h1=3b2/h2=3不同压下量下比值对应的值为0.77、1.53、2.31，均大于0.62即，两组的试件理论上应满足随着摩擦系数的增大宽展也随之增大。四、结论1.前滑试验结论：当轧辊直径一定时，(1)随摩擦系数越大，前滑值S1增大 (2)当后张力T0=0,前张力T1使前滑值S1增大；当前张力T1=0,后张力 T0使前滑值S1减小。(3) 随轧件厚度h1的增大前滑系数S1减小。(4) 随轧件压下量的增大前滑系数增大。2. 宽展试验结论 （1）在所研究的范围内，绝对宽展量开始随着时间宽度的增加而增大，并在一定的宽度上达到最大值，而后随宽度的增加而减小。(2 )随着后张力的增大，绝对宽展随之减小。 （3随着摩擦系数的增大宽展也随之增大。5、 项