矯直機(jī)近年來，隨著計算機(jī)硬件能力及軟件水平應(yīng)用的提高，有限元法在金屬彈塑性變形領(lǐng)域中得到進(jìn)一步的應(yīng)用。在熱軋鋼板生產(chǎn)中，隨著高強(qiáng)度用鋼需求量的不斷上升，板形缺陷成為主要的質(zhì)量問題。矯直機(jī)是改善鋼板殘余應(yīng)力分布，使熱軋鋼板生產(chǎn)合乎平直度標(biāo)準(zhǔn)要求的一道必不可缺的重要工序。因此有必要對矯直工藝參數(shù)與鋼板殘余應(yīng)力之間的關(guān)系進(jìn)行研究分析，但在實際生產(chǎn)中很難進(jìn)行這樣的對比研究，矯直機(jī)而且矯直的中間狀態(tài)也無法取得。針對矯直工藝參數(shù)的變化以及鋼板初始狀態(tài)的不同，通過有限元軟件ANSYS進(jìn)行模擬分析，從而為矯直工藝的優(yōu)化提供建議，實現(xiàn)熱軋鋼板產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

幾何和計算模型的建立

模型結(jié)構(gòu)來源于厚板橫剪機(jī)組的精矯機(jī)，是9輥平行輥矯直片，矯直機(jī)工作輥下輥有單獨調(diào)節(jié)功能，上輥升降為手動，有彎輥的凸度調(diào)節(jié)。

矯直工藝模擬的結(jié)果分析

一般鋼卷打開后，除了在縱向上存在殘余應(yīng)力分布不均的問題，在鋼板橫斷面上也易出現(xiàn)殘余應(yīng)力分布不均的情況。當(dāng)鋼板在橫斷面上有應(yīng)力分布不均時，需要采取彎輥措施以增加局部變形的方法來補(bǔ)償縱向纖維的長短不齊，達(dá)到消除波浪彎的目的。因此，矯直機(jī)除了矯直機(jī)研究在縱向上的壓彎方案優(yōu)化以外，矯直機(jī)橫向的凸度值調(diào)節(jié)也是改善鋼板殘余應(yīng)力分布的重要措施。當(dāng)板子邊部有浪形(存在壓應(yīng)力)，輥子向上抬起；中部有浪時，輥子兩邊向下，中部抬起。具體數(shù)值依靠鋼板原始彎曲浪形情況并結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)得到。

不同矯直工藝參數(shù)的模擬結(jié)果比較

為簡化初始條件，矯直機(jī)采用沒有初應(yīng)力狀態(tài)的鋼板模型，模擬了兩種不同輥縫值的矯直工藝。模擬實驗按照不同矯直壓彎量的計算方法得到兩組參數(shù)變量。壓彎量不同，得到矯直后的鋼板內(nèi)應(yīng)力結(jié)果也有所不同，同時，矯直機(jī)各輥矯直力水平也不盡相同。內(nèi)應(yīng)力分布比較。對于兩組壓彎值，選用鋼板中部的同一橫斷面上的單元節(jié)點來比較。從不同矯直工藝下的應(yīng)力分布曲線中可以知道，無論是內(nèi)應(yīng)力的分布還是數(shù)值上結(jié)果都是較好的。采用大變形線性遞減原則進(jìn)行的壓彎方式雖然矯直模擬后的殘余應(yīng)力分布也比較均勻，但是在數(shù)值上比其余兩者都要大出許多，而采用小變形原則進(jìn)行的壓彎方式盡管數(shù)值上結(jié)果相差不大，但在分布上卻并不是很均勻。

b.矯直機(jī)矯直力大小比較。由于輥縫值的不同，自然得到模擬后各輥矯直力大小也會有所不同。兩組模擬實驗結(jié)果都表明輥縫值越小的輥子矯直機(jī)矯直力越大