D0I:10.13374/j.issn1001053x.2001.05.019 第23卷第5期 北京科技大学学报 Vol.23 No.5 2001年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2001 辊式矫直机平行压下方案的计算机仿真 井永水”窦忠强)李忠富” 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)北京科技大学CAD中心，北京100083 摘要论述了九辊矫直机等辊距平行压下方案计算机仿真的过程，以及数学模型的选择，仿 真的思想及仿真结果 关键词轿直机：平行压下：仿真 分类号TH161 本文的主要目的是通过对九辊矫直机等辊 第三辊（倒数第一和第三辊）之间的矫直偏角对 距平行压下方案的计算机仿真，弄清钢板在矫 第二辊（倒数第二辊）的零弯矩点偏移的影响， 直过程中的变形规律，以寻求最佳的压下方案， 所以，可按式(1)和(2)计算其零弯矩点偏移系 并为矫直机的设计提供一定的参考.该部分的 数，即 数学模型是以文献[1]中第四章的理论推导式为 KiPCB 基础，并参考了文献[2~4]对其进行了演绎推导， 2 6 使之更加接近实际和便于讨论 1九辊矫直机平行压下方案计算机 6=[c38ca小u-)) 仿真的基本思想 @山-6C=c2h-K (2) 方案的特点是，每一矫直辊具有相同的压 所以 下量且辊距相等.在仿真过程中对特殊状态下 9-3K3C3 X=8K9C-26C1-K) (3) 的矫直辊作如下的假设和处理. (1)第一根矫直辊和最后矫直辊的状态假 式中，X=4-4=2△；4-上矫直辊的压 设.由于第一矫直辊和最后一矫直辊处没有产 下量；4-'一两相邻上矫直辊压下量之差：t一 生弯曲变形（相对变形曲率很小），因此，可仅作 上下两矫直辊的水平距离，即矫直辊的辊距之 为一个支点考虑. 半；△1一两相邻矫直辊的辊距之差；C一第三 (2)各辊的矫直偏角.在其余各辊处钢板与 矫直辊的相对反弯曲率；K一第三辊与第二辊 矫直辊接触点处的半径方向与垂直方向的夹角 之间第二辊的零弯矩点偏移系数. (矫直偏角)是随机的，在很微小的情况下，对零 在如图1所示的变形图中，A为A的一虚 弯矩点的影响不大，为避免使仿真过程过于复 拟辊，其条件为保持第二辊下的反弯曲率不变， 杂，除第三矫直辊与倒数第三辊之外，其余各矫 A'和B处的矫直偏角相同.此时：t=2t;'=24. 直辊处均不考虑矫直偏角的影响. (3)第二辊和倒数第二辊的零弯矩点偏移系 由于分=骨，即4，=音4，所以，当辊距相同时， 数.在第二矫直辊（倒数第二矫直辊）处，由于 即4二时，其虚拟压下量为4=24=会，此 第三辊（倒数第三辊）与第一辊（最后一辊）的虚 拟辊（虚拟条件见后）的压下量及其与第二辊 时4会"} 将X以及用式(4)求出的C代人式(3)即可 (倒数第二辊)的辊距相差较大，故略去第一和 确定出第二辊（倒数第二辊）处的零弯矩点偏 收稿日期20010202并永水男，38岁，硕士 移系数. 4-gp-是- (4)第 23 卷 第 5 期 2 0 1 年 10 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U . iv e r s ity o f Sc i e n e e a n d Te c h n o l o gy B e ij in g V 6 1 一 2 3 N O 一 5 O C t 。 20 1 辊式矫直机平行压下方案的计算机仿真 井永水 ” 窦忠 强 ” 李忠 富 ” l ) 北京科技 大学机械工程学 院 , 北京 10 00 8 3 2 )北京科技大学 C A D 中心 , 北 京 1 0 0 0 8 3 摘 要 论述 了九辊 矫直机 等辊 距平 行压 下方 案计算机 仿真 的过 程 , 以 及数学 模型的选择 、 仿 真 的思想及 仿 真结 果 . 关键词 矫 直机 ; 平行 压 下 ; 仿真 分 类号 T H 1 6 1 本文 的 主要 目的是通过对九辊矫直 机等辊 距平行 压下 方案 的计 算机仿真 , 弄清钢板在矫 直过程 中的变形规律 , 以寻求最佳的 压下方案 , 并 为矫直机 的设计 提供一定 的参考 . 该部分 的 数学模型 是以 文献 【l] 中第 四章 的理论推导式为 基础 , 并参考 了文献 12 一 4] 对其进行了 演绎推导 , 使之更 加接近 实 际 和 便于 讨论 . 第三 辊 (倒 数第一 和第三 辊 )之间的矫 直偏角对 第二辊 ( 倒数第 二辊 ) 的零弯矩 点偏 移的影响 , 所 以 , 可 按式 ( l) 和 ( 2) 计算其零 弯矩 点偏移系 r 子尸 3 . r . 产 尸 一 p八 二 , 、 ` . 号~ P凡 舀 ` l ~ P八 户 I J 矛户 , 7 、 了 , 了 、 I L 私 } n 乙 0 ! 1 九辊矫直机平行压下方 案计算机 仿真的基本思想 方案 的特点是 , 每一 矫直 辊具有相 同的 压 下量 且辊距相等 . 在仿真 过程 中对特殊状 态下 的矫 直辊作如下 的假 设和 处理 . ( l) 第 一根矫直辊 和 最后 矫直辊 的状 态假 设 . 由于 第 一 矫直辊和 最 后 一 矫直辊处没 有产 生 弯曲变形 ( 相对变形 曲率很小 ) , 因此 , 可 仅作 为一 个支点考虑 . (2 ) 各辊 的矫直偏角 . 在其余各辊处钢板与 矫直辊接触点处 的半径方 向与垂直方 向的夹角 (矫直偏 角)是 随机 的 , 在很微小 的情况下 , 对零 弯矩 点 的影 响不 大 . 为避免使仿真过 程过于 复 杂 , 除第三 矫直辊与倒数第三辊 之外 , 其余各矫 直辊处均不 考虑矫直偏 角的影 响 . (3 )第 二辊和 倒数第二辊的零 弯矩点偏移 系 数 . 在第 二矫直辊 (倒数第二矫直辊 ) 处 , 由于 第三 辊( 倒数第 三辊 )与第一辊 ( 最后一辊 )的虚 拟辊 ( 虚 拟条件见后 ) 的 压下 量及 其 与第二辊 ( 倒数第 二辊 ) 的辊距相 差较大 , 故 略去 第一 和 收稿 日期 2 0 01 一2刁2 井 永水 男 , 38 岁 , 硕 士 粉半荞肠彩溉 ( 1 一K . ) ( l ) ( Zt : + △t) · 对 竺 = 旦遏鱼里二卫〕仁 一上匹兰立一 4 (3所;C^ 一 l ) 2 (g ;C^ 一 2 一 6 ;C^ ( l 一 K : ) ( 2 ) 所 以 x = 言一旦翼攀帐汽( 1 一 K,) 6八牙 L, ` 由一 ` 一 0 七 舀) ’ ( 3 ) 式 中 , X 一 缪 一 鱼笋 丝 ; 刁一上矫直辊 的压 下 量 ; 」一 J ` 一两相邻上 矫直辊压下量之差 ; t 一 上 下 两矫直辊 的水 平距 离 , 即矫 直辊的 辊距之 半 ; △ -t 两相邻矫直辊 的辊距 之差 ; 矶 3一第三 矫 直辊 的相对反 弯 曲率 ;凡一第 三辊 与第 二辊 之 间第二辊 的零 弯矩点偏移 系数 . 在 如图 1 所示 的变形 图 中 , A ,为 A 的一虚 拟辊 , 其条件为保持第二辊下 的反弯 曲率不变 , ’A 和 B 处 的矫直偏角相 同 . 此时 : ’t = 2t ; 刁 ’ = 刘 . , _ J , 云 。 。 J 对 J ` 广 . 、 , 、 l , 一 。 。 一 ~ . 二 由于牛 = 号 , 即刁 , 二 号J Z , 所以 , 当辊距相 同时 , 田 J 」: 雌 ’ 协 . ~ ’ 遮川 ” / , 助 ’ 习 机~ ,lP ’ , “ “ , 。 。 · 一 , - 一 一、 , ~ 一 。 、 , J , . 产 J 刁 即厂 = t时 , 其 虚拟压下 量 为 刁 ’ 二 2击公 二 答 , ” 此 二 · 叼 , ~ ~ J势 ~ ’ 里 z J ~ ~ t’ z ~ 2 ’ ~ 」一刁 ` 1 时 X 二 二一井一分 . J Z ’ 将X 以及用 式 (4) 求 出的 饰代 人式 ( 3) 即可 确定 出第二 辊 (倒数第二辊 ) 处 的零弯矩点偏 移系数 . 1 f I C 孔 、 2 ` _ 2 6 、 J 二 不冬 } 万簇望一不 ! ! 9 一共犷一瑞月 ( 4 ) 一 3P t t3嵘 一 1 JI ’ 嵘 C 3 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 05. 019