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摘要 1

1 绪论 3

1.1 冷轧过程中带钢和轧辊温度场的研究概况 3

1.2 冷轧润滑机理的研究现状 10

1.3 本研究的背景、目的和意义 23

1.4 本研究的主要内容 24

2 冷轧带钢温度模拟计算 26

2.1 冷轧变形区内带钢温度计算模型 26

2.1.1 轧件的变形功模型 26

2.1.2 接触表面的摩擦热模型 27

2.1.3 轧件与轧辊之间的热量分配 37

2.1.4 冷轧过程变形区内带钢温度计算 38

2.1.5 冷轧过程机架间带钢温度计算 39

2.2 摩擦系数模型的建立 42

2.2.1 冷轧过程中摩擦系数的计算 42

2.2.2 冷轧过程中油膜厚度模型 43

2.2.3 摩擦系数与油膜厚度关系模型的建立 55

3 冷轧轧辊温度场模拟 56

3.1 温度场、热应力有限元模拟理论 57

3.1.1 微元体内的能量守恒 57

3.1.2 导热微分方程 57

3.1.3 初始条件和边界条件 59

3.1.4 有限元计算公式 60

3.2 传热系数模型 62

3.2.1 轧件与轧辊接触热传导 63

3.2.2 乳化液与轧辊的热传导 66

3.2.3 空气与轧辊的热传导 69

3.2.4 辊间接触热传导 70

3.3 轧辊温度场模拟模型的建立及边界条件处理 71

3.3.1 模型的建立及网格的划分 71

3.3.2 初始条件和边界条件处理 72

3.3.3 模拟条件 77

3.4 模拟结果分析 79

3.4.1 轧辊初始温度对轧辊温度场的影响 79

3.4.2 轧制变形程度对轧辊温度场的影响 80

4 冷轧润滑实验研究及模拟结果验证 81

4.1 冷轧润滑实验研究平台的建立 81

4.2 冷轧带钢与轧辊温度的对比实验 84

4.3 油膜厚度与摩擦系数关系的对比实验 87

4.3.1 冷轧实验原料及轧制工艺规程 87

4.3.2 油膜厚度的影响因素分析 87

4.3.3 摩擦系数与油膜厚度的关系 90

4.3.4 润滑状态的判定 92

4.4 现场轧制实验结果分析 93

4.4.1 带钢温度场计算值与实测值的对比分析 93

4.4.2 轧辊温度场计算值与实测值的对比分析 94

4.5 乳化液流量计算和轧辊冷却分配模式确定 96

4.5.1 乳化液流量计算 96

4.5.2 轧辊冷却分配模式的确定 99

5 混合润滑机理研究 100

5.1 冷轧润滑基本方程 100

5.1.1 表面特征的表征 100

5.1.2 油膜厚度计算 103

5.1.3 油膜压力计算 106

5.1.4 轧制力计算 107

5.2 混合润滑数学模型 111

5.2.1 入口区分析 111

5.2.2 变形区分析 114

5.2.3 不同轧制速度计算处理方法 115

5.3 模拟软件开发及结果分析 117

5.3.1 模拟软件开发 117

5.3.2 模拟结果分析 117

6 结论 122

参考文献 124