● 摘要
板带材是工农业生产中重要的金属材料。板形是板带材产品的重要质量指标。板形的优劣直接影响到产品的使用及生产企业的市场竞争力，因此板形理论与板形控制已经成为继板厚精度控制以后轧钢领域研究的又一个热点问题。影响板形的因素有很多，但板形不良的实质是残余应力的不均匀分布。本文针对目前轧钢领域的这个热点问题，利用Ф320/Ф100×350mm四辊板带冷轧机及大型非线形有限元分析软件，采用实验与数值模拟的方法对板形问题进行了较为深入的研究。本文的研究工作对于板形理论、板形控制技术以及板形研究工作的发展具有重要的理论与实际指导意义。本文所做的主要研究工作如下：1．采用实验的方法对板宽、压下量、张力等因素对板形的影响进行了研究，揭示了这些因素对板形影响的规律性，尤其是板宽对板凸度影响的变化规律属于首次发现，对实际生产中板形的控制具有重要指导作用。2．采用X射线衍射法及小孔应力释放法对冷轧后带钢内部残余应力的分布及其与板形的关系进行了研究，对轧制工艺条件对残余应力分布的影响以及残余应力分布与板形的关系有了一定的了解，为采取适当的工艺措施改善板形提供了依据。3．利用Marc有限元分析软件的二次开发功能建立了轧制过程有限元分析模型并对模型进行了验证，为今后利用Marc平台开发通用的轧制过程有限元模拟分析模型做了有益的尝试。4．建立了二辊三维弹塑性板带轧制有限元模型，利用该模型模拟分析了影响板凸度的因素；建立了四辊三维弹塑性板带轧制有限元模型，并应用该模型对薄带带张力冷轧过程进行了模拟分析，研究了张力对板形的影响、张力对残余应力分布的影响等问题，并将模拟分析的结果与实验结果进行了对比分析，验证了所建立的有限元分析模型的正确性。5．解析板形刚度理论是板形理论研究的最新成果，该理论的应用对简化板形控制设备、实现板形的在线控制、提高板形质量具有重要作用。本文用实验的方法对解析板形刚度理论（板形向量测控数学模型）进行了验证，证明了该理论的正确性，为这一理论在板形控制的研究与实际生产中的应用提供了科学的依据。6．力臂系数是轧制理论中计算轧制力矩的一个重要参数，影响力臂系数的因素也有很多。本文采用实验的方式对张力对力臂系数的影响进行了研究，得出的结论对完善轧制理论的相关内容、对轧制过程力能参数的计算以及轧钢机械的设计均具有重要的意义。