工程科学学报，第37卷，第2期：231-237,2015年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.2:231-237,February 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.02.015:http://journals.ustb.edu.cn 带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传和演变规律 李 博四，张清东，张晓峰 北京科技大学机械工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:libohongxing@sina.com 摘要应用ABAQUS有限元软件对平整轧制过程进行三维弹塑性建模及仿真研究，通过温度场模拟入口带钢的初始板形 缺陷，利用刚性工作辊的辊形变化综合表达各板形控制手段对承载辊缝形状的调控功效.基于以上力学模型，针对具有初始 板形缺陷的带钢，仿真研究平整轧制后带钢的板形缺陷及其与初始板形缺陷及平整工艺条件的关系，揭示带钢平整轧制过程 中板形缺陷的遗传与演变的规律.仿真计算结果表明，承载辊缝形状是决定带钢板形缺陷遗传和演变的最主要因素，轧前带 钢的初始板形缺陷的程度，即最大纵向延伸差的大小，对平整后带钢的板形缺陷仅有一定程度的遗传性影响. 关键词平整轧制：板形：弹塑性：有限元法 分类号TG335.5 Heredity and evolution laws of flatness defects in steel strip temper rolling processes LI Bo,ZHANG Qing-dong,ZHANG Xiao-feng School of Mechanical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:libohongxing@sina.com ABSTRACT Three-dimensional temper rolling processes are simulated by nonlinear elastoplastic finite element software called ABAQUS.In this simulation,the initial flatness defects of steel strips are modeled by the temperature field,and the adjustment effect of flatness control methods on the support roll gap shape is comprehensively expressed by the contour change of rigid work rolls.Based on the above mechanical model,flatness defects after temper rolling and their dependency on initial flatness defects and temper rolling conditions are numerically studied for steel strips with initial flatness defects,and moreover,the heredity and evolution laws of flatness defects in the temper rolling process are presented.Simulation results show that the support roll gap shape is the most important factor deciding the heredity and evolution of flatness defects,and the initial flatness defect level of entry strips has some effect on the flatness of exported strips. KEY WORDS temper rolling:flatness:elastoplasticity:finite element method 板形是板带材的主要质量指标之一.对于冷轧板带钢往往带有一定的初始板形缺陷，对于经过快速冷 带材，板形一般指板形平坦度，即板带的瓢曲波浪，其 却处理的带钢该初始板形缺陷往往更为严重.因此， 产生的根本原因是带钢宽度方向产生的不均匀塑性延 建立具有初始板形缺陷带钢的平整轧制力学模型，揭 伸应变差.近年来，随着冷轧板带钢产品向极限规格 示带钢初始板形缺陷在平整过程中的遗传与演变规律 和更高强度级别扩展，提高板形质量和控制产品的板 具有重要意义 形，愈发成为一个生产技术难题. 平整轧制过程是一个非线性的力学变形过程.近 平整轧制是矫正带钢轧制及热处理产生的板形缺 二十年来，由于板形控制理论与技术发展的驱动，国内 陷、保证成品板形质量的关键工艺环节，在平整轧制前 外针对平整轧制过程中带钢的板形生成与控制问题以 收稿日期：2013-12-19 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075031)工程科学学报，第 37 卷，第 2 期: 231--237，2015 年 2 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 2: 231--237，February 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 02． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传和演变规律 李 博，张清东，张晓峰 北京科技大学机械工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: libohongxing@ sina． com 摘 要 应用 ABAQUS 有限元软件对平整轧制过程进行三维弹塑性建模及仿真研究，通过温度场模拟入口带钢的初始板形 缺陷，利用刚性工作辊的辊形变化综合表达各板形控制手段对承载辊缝形状的调控功效． 基于以上力学模型，针对具有初始 板形缺陷的带钢，仿真研究平整轧制后带钢的板形缺陷及其与初始板形缺陷及平整工艺条件的关系，揭示带钢平整轧制过程 中板形缺陷的遗传与演变的规律． 仿真计算结果表明，承载辊缝形状是决定带钢板形缺陷遗传和演变的最主要因素，轧前带 钢的初始板形缺陷的程度，即最大纵向延伸差的大小，对平整后带钢的板形缺陷仅有一定程度的遗传性影响． 关键词 平整轧制; 板形; 弹塑性; 有限元法 分类号 TG335. 5 Heredity and evolution laws of flatness defects in steel strip temper rolling processes LI Bo ，ZHANG Qing-dong，ZHANG Xiao-feng School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: libohongxing@ sina． com ABSTＲACT Three-dimensional temper rolling processes are simulated by nonlinear elastoplastic finite element software called ABAQUS． In this simulation，the initial flatness defects of steel strips are modeled by the temperature field，and the adjustment effect of flatness control methods on the support roll gap shape is comprehensively expressed by the contour change of rigid work rolls． Based on the above mechanical model，flatness defects after temper rolling and their dependency on initial flatness defects and temper rolling conditions are numerically studied for steel strips with initial flatness defects，and moreover，the heredity and evolution laws of flatness defects in the temper rolling process are presented． Simulation results show that the support roll gap shape is the most important factor deciding the heredity and evolution of flatness defects，and the initial flatness defect level of entry strips has some effect on the flatness of exported strips． KEY WOＲDS temper rolling; flatness; elastoplasticity; finite element method 收稿日期: 2013--12--19 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51075031) 板形是板带材的主要质量指标之一． 对于冷轧板 带材，板形一般指板形平坦度，即板带的瓢曲波浪，其 产生的根本原因是带钢宽度方向产生的不均匀塑性延 伸应变差． 近年来，随着冷轧板带钢产品向极限规格 和更高强度级别扩展，提高板形质量和控制产品的板 形，愈发成为一个生产技术难题． 平整轧制是矫正带钢轧制及热处理产生的板形缺 陷、保证成品板形质量的关键工艺环节，在平整轧制前 带钢往往带有一定的初始板形缺陷，对于经过快速冷 却处理的带钢该初始板形缺陷往往更为严重． 因此， 建立具有初始板形缺陷带钢的平整轧制力学模型，揭 示带钢初始板形缺陷在平整过程中的遗传与演变规律 具有重要意义． 平整轧制过程是一个非线性的力学变形过程． 近 二十年来，由于板形控制理论与技术发展的驱动，国内 外针对平整轧制过程中带钢的板形生成与控制问题以