224 北京科技大学学报 第35卷 型，其中带有初始综合辊形的工作辊取为刚性体， 向流动值，这是因为第一层节点是和工作辊直接接 带锅取为弹塑性体.轧辊与带钢均为SOLD164单 触的，工作辊和带钢之间的摩擦力阻碍了该层节点 元，模型单元总数为245000个. 的横向流动所导致 500 450 →第一层·第二层+第三层 且400 8 一第四层一第五层+平均值 150 100 y=4×10×10x'+0.0014r240.4615x 50 R2=0.9988 0 图2三维动力学分析模型 0100200300400500600700800 Fig.2 3D dynamic model 距带钢中心i离.x/mm 为了保证得到轧制稳定段的轧后带钢，需对带 图3各层节点的金属横向流动值 钢的建模长度进行选择，根据大量工况试算，带钢 Fig.3 Metal transverse flow valucs of nodes in cach layer 长度取为1000mm;带钢压下量根据静力学耦合模 经数据拟合发现，带钢每一层节点的横向流动 型的分析结果，取入口厚度为20mm,压下量为2 都可以用四次曲线进行很好的拟合，图3中的方 m;整个轧制过程为：轧辊匀速转动，圆周线速 程就是沿带钢厚度方向五层节点横向流动平均值的 度为2.452ms-1.带钢以接近于轧辊圆周线速度的 拟合方程.可以看出用四次曲线拟合的相关度为 初速度被轧辊咬入，咬入后靠工作辊与带钢之间的 99.88%,精度满足要求. 摩擦完成整个轧制过程，在此过程中静摩擦因数取 2.1弯辊力对金属横向流动的影响 0.3,动摩擦因数取02.由于模型的继承性，工作 作为板形调控的一种重要手段，弯辊力的变化 辊、带钢的材料参数仍与静力学模型中参数一致. 会直接改变带钢出口断面轮廓，因而直接影响金属 的横向流动.图4给出了工作辊初始辊形-75m、 2仿真计算结果与分析 来料凸度为80μm时对应的四种弯辊力情况下的横 由于动力学分析模型使用静力学耦合模型计 向流动仿真结果 算所得的变形后工作辊辊形为初始的综合辊形，因 由图4可以得出：随着弯辊力的增加，金属横 此静力学耦合模型与动力学模型是一一对应的关 向流动明显减小.在弯辊力为0kN时，带钢横向流 系，即对表2中的每一组组合工况，均进行静力 动的最大值为334.7μm,而在弯辊力为1500kN时 学耦合模型的建模与计算，并根据静力学计算结果 横向流动的最大值只有176.3um.对带钢宽度方向 建立对应工况的动力学仿真模型 上确定的一点，弯辊力对该点横向流动值的影响是 经仿真计算并对比结果可知，各工况计算结果 线性的. 趋势一致.根据表2工况设置任取一组工况仿真计 400 350 -0kN -500kN 算结果进行分析.取初始工作辊凸度-75m、弯辊 且300 +1000kN +-1500kN 力500kN和来料凸度0m进行仿真计算分析.避 爱250 开带钢咬入段和抛钢段，选取稳定轧制区沿带钢宽 据200 度方向的单元节点，得到的横向流动结果如图3所 示，宽度方向为距离带钢中心距离，模型中带钢厚 100 度方向共划分为四层单元、五层节点 0 0 100 由图3可以看出，由带钢中部到边部，每层 200300400500600700800 距带钢，心离.x/mm 节点的横向流动值都逐渐变大，在距带钢边部100 图4不同弯辊力对应的金属横向流动值 mm左右开始变大更为明显，这是因为带钢边部区 Fig.4 Metal transverse How at different roll bending forces 域（即边降区）的金属横向流动阻力明显比带钢中 部小，因此在该区域内会出现横向流动明显增大的 为了充分描述弯辊力对带钢整个宽度方向横 现象.这五层节点沿带钢宽度方向的横向流动趋势 向流动的影响，定义弯辊力对横向流动的影响系数 基本一致，各层之间差别最大的是第一层节点的横 函数KBF(x),其意义为弯辊力变化1kN,对应带