管健龙等：冷轧带钢局部高点卷取过程起筋控制的建模与仿真 ·1089· 100 120 100 120 000 80 0 0 1.0 60 1.0 21.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0 带钢半长 0 0 带钢半宽 .5 0.5 20 带钢半宽 05 带钢半长 50 -05 -1.01.0 -1.01.0 (e) 10 150 5 6062 100 0 18820060 1.0 1.0 1.0 0.5 5 05 0.5 50 0 0 带钢半长 10 0 带钢半长 0 带钢半宽 0.5 0.5 带锅半宽 0.5 0.5 -1.01.0 0 -1.0-1.0 图6起筋钢卷最外层带钢应力场分布.(a)周向应力场：(b)轴向应力场：()剪切应力场：()等效应力场 Fig.6 Stress distribution of the outermost layer with a ridge-buckle:(a)circumferential stress field:(b)axial stress field;(c)shear stress field; (d)equivalent stress field 3.6各模型参数与临界卷取张力间的关系 点高度增加而减小，在相同卷取张力下，厚带钢比薄带 基于数学仿真软件Mathematica,针对表1所示的 钢更容易屈曲变形.钢卷半径对临界卷取张力的影响 工况参数，分别对卷径为300~900mm,带钢厚度 非常大，半径在500~1000mm时，临界卷取张力变化 0.5~1.0mm,局部高点高度为3~10μm的钢卷进行 范围为10.6~30.9MPa.因此，对于存在小局部高点 起临界卷取张力计算，计算结果如图7所示.从图7 的薄带钢可以适当减小卷取张力，而对于存在大局部 中可以看出，起筋临界卷取张力随带钢厚度和局部高 高点的厚带钢，应大幅减小卷取张力或进行分卷处理 30 局部高点高度a ② -3 um 36 -■-5m 30 带钢厚度=0.5mm 47m -◆-一10μm 25 钢卷半径-900mm 期 局部高点高度 15 10 -3m 10 4-5μm 5 5 --10m 0.8 1.1 14 1.7 20 501 600 700800 900 1000 带钢厚度/mm 钢卷半径mm 图7各模型参数与临界卷取张力间的关系.()临界卷取张力与带钢厚度间的关系：(b)临界卷取张力与钢卷半径间的关系 Fig.7 Relationships between model parameters and critical coiling tension:(a)relationship between critical coiling tension and strip thickness;(b) relationship between critical coiling tension and coil diameter 4有限元仿真与生产验证 筋的卷取张力设定方法四，有效地解决了彩涂基料中 部起筋问题，提高了彩涂产品的成材率和产品表面质 通过对某厂彩涂基料镀锌卷取后出现的中部起筋 量.商业有限元分析软件作为高精度的仿真工具，其 问题进行深入研究，本课题组给出了一种控制带钢起 精度已被众多实际过程验证.以表1所示的参数对管健龙等: 冷轧带钢局部高点卷取过程起筋控制的建模与仿真 图 6 起筋钢卷最外层带钢应力场分布． ( a) 周向应力场; ( b) 轴向应力场; ( c) 剪切应力场; ( d) 等效应力场 Fig． 6 Stress distribution of the outermost layer with a ridge-buckle: ( a) circumferential stress field; ( b) axial stress field; ( c) shear stress field; ( d) equivalent stress field 3. 6 各模型参数与临界卷取张力间的关系 基于数学仿真软件 Mathematica，针对表 1 所示的 工况参 数，分 别 对 卷 径 为 300 ～ 900 mm，带 钢 厚 度 0. 5 ～ 1. 0 mm，局部高点高度为 3 ～ 10 μm 的钢卷进行 起临界卷取张力计算，计算结果如图 7 所示． 从图 7 中可以看出，起筋临界卷取张力随带钢厚度和局部高 点高度增加而减小，在相同卷取张力下，厚带钢比薄带 钢更容易屈曲变形． 钢卷半径对临界卷取张力的影响 非常大，半径在 500 ～ 1000 mm 时，临界卷取张力变化 范围为 10. 6 ～ 30. 9 MPa． 因此，对于存在小局部高点 的薄带钢可以适当减小卷取张力，而对于存在大局部 高点的厚带钢，应大幅减小卷取张力或进行分卷处理． 图 7 各模型参数与临界卷取张力间的关系 . ( a) 临界卷取张力与带钢厚度间的关系; ( b) 临界卷取张力与钢卷半径间的关系 Fig． 7 Ｒelationships between model parameters and critical coiling tension: ( a) relationship between critical coiling tension and strip thickness; ( b) relationship between critical coiling tension and coil diameter 4 有限元仿真与生产验证 通过对某厂彩涂基料镀锌卷取后出现的中部起筋 问题进行深入研究，本课题组给出了一种控制带钢起 筋的卷取张力设定方法［13］，有效地解决了彩涂基料中 部起筋问题，提高了彩涂产品的成材率和产品表面质 量． 商业有限元分析软件作为高精度的仿真工具，其 精度已被众多实际过程验证［14］． 以表 1 所示的参数对 · 9801 ·