关键词：冷轧带材 判别方法 设计思路
板形模型的判别属于板形理论中相当重要的部分，目前来讲板形的控制是主要依据轧带的张应力来判别的，根据不同的张力大小和分别方向来进行判别。怎样子根据测量仪器和设备测出的情况来判断轧带弯曲的结果和力度，是目前板材模型设计中重要的问题。也是需要不断努力不断提升的空间。
一、板形的判别模型
板形的判别模型主要分为两部分内容，一个是轧后带材对板形模型产生变形的极限条件，其实也就是稳定性分享问题，还有一个是在受到残余应力压力变化下产生的变形问题，也就是后屈曲问题。通过仪器采集到系统数据可以通过有限条法，对现有卷曲张力的带材进行全方位的解读，求的带材的卷曲张力极限值，并作为主要的参考依据，然后通过释放张力后得到卷曲释放后的变化形态。
二、冷轧带材板形判别模式的设计模型
冷轧带材板形判别模式主要包含两种类型的方式，一种是比较稳定的模式，另外一种是后屈曲性模式。
（一）稳定型模式
稳定型模式是根据有限条法中单元格半分析法进行拆分降维，相对应的降低计算规模和计算成本，并且还持续保存数值的通用性，能够更好的来解决这些实际问题。主要方法：通过对轧后带材进行截取，保持取出带材宽带和原带是相同的，取带材长度相当于屈曲时的半个波长，同时将每一个条元的挠度采用各参数进行表达。冷轧带材在受到应力挤压情况下会产生一定的屈曲变化，屈曲变化产生的受力是实际测量卷取张力的均值加上带材内部残余应力的总和。带材中各结线进行位移产生的相关参数随着屈曲弯度变化产生变化，并形成一定的规律，随着转角参数的不同，规律感变得更加均匀。冷轧带材随着屈曲弯度的边界变化，根据相关的观察和测量结果后，轧带在内力的作用下产生大幅度的变形，所以在屈曲状态下取出卷取张力的极限值，呈现为卷取张应力的平均值。根据相关的挠度弹性理论，残余应力值和卷取张力值是卷取张应力变化的载荷因子，由于冷轧带材的宽度是不确定的，所以在计算轧带长度屈曲波长也是不确定的，所以在计算所取轧带板材过程中是比较不定向的，这一点需要随机应变，不能只单独计算某一参数为基准参数，需要根据不同情况去设定，根据轧带截取的宽度和长度以及屈曲弯度来设计。但是实际的屈曲长度需要根据带材极限载荷的最小值来设计，确保当前形态下屈曲弯度产生的最低能量值是多少，最终取得判别形态的依据和数值。这是属于比较稳定性的判别模式，能够有效解决不同形态下的轧带张应力和屈曲弯度产生的内向力，从而成为判别的依据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）屈曲性模式
当带材不能保存固定形态的情况下，我们需要对板形带材产生的板形变化造成的板形缺陷后需要计算屈曲变化的幅度，更加变化的屈曲大小和形状来分析，这属于后屈曲变化产生的屈曲变形问题。随着卷取张力的削弱，需要考虑曲面位移的参数和变化数值。根据薄板弹性后屈曲理论，计算出最小势能数值，随着屈曲变形的几何非线性原理，慢慢设定卷取张力逐步减弱的参数，来逐渐计算卷取张力进行卸载的数值变化。通过这个方法可以得出轧后带材在屈伸过程中的变形过程，当带材完全伸直时，卷取的张力值归为零，通过计算每一个阶段的数值，可以求得出在不同结线过程中的位移参数，这些参数可以对轧后带材后屈过程中给定的残余应力进行总结，并对不同结点的屈曲应力得出相对应的参数数值，同时把握变形形态和变形的大小，这就是后屈曲模式的判别方法，可以轻松解决冷轧带材后屈曲拉伸的判别问题。
三、关于轧后带材残余应力的变化
因为轧后带材的形状和屈曲情况都不是固定的，所以轧后带材后期的残余应力分布也是不尽相同的，所以导致后期的板形变化也是多种多样的，我们分为几个多个维度来进行讨论。
（一）典型的残余应力分布模式是呈现波浪形变化的，当屈曲张应力极限值越大时，表示带材在后屈曲过程中更加容易起浪，带材卷取的能量越足，带材的稳定性越差， 后屈曲的可能性也更，屈曲半波长越短表示后期翘曲的可能性更大，后期屈曲变形的时间会更加短。波浪值越大，说明板材越差，相对应的厚度较厚的板材更加容易出现这个问题，相反的厚度越薄的板材会更好。在受到同样的应力偏差时，前者更加容易翘曲变形，后者受到的影响会较低。
（二）残余应力偏差对板材翘曲的影响
残余应力的偏差值越高，轧后带材的稳定性越差，波浪度越大的板材也是板形越差的，随着屈曲应力的不断增大，导致波浪度增大，带材的屈曲半波长会不断的减小，导致带材边浪的屈伸速度加快，也加速了中浪和两肋浪的增值，板材的稳定性也随着波浪度的增大而降低。
（三）带材几何性质对板材的影响
带材的宽度、厚度、长度等因素均对板形有这一定的影响。随着带材的宽厚比增加，极限卷取的张应力也会不断的增加，它的速度变化一开始是急速的，随后变得较为平缓，当带材宽厚比达到一定的定值后，带材屈曲变形的极限值对带材的几何因素变化变得不那么敏感。同理，带材产生一定的波浪值和带材的宽厚比也有类似的变化行为，带材宽厚比越高，波浪值一开始是急速增加的，随后也会变得缓慢，当达到一定的定值后产生的波浪值越低。带材宽厚的变化也是影响轧后带材屈曲变形的主要因素，带材越宽厚，残余应力分布的越均匀，产生的变形程度越低。
总结：
本文主要分析了冷轧带材板形判别的两种模式，相应的对轧后带材板形变化的判别提供了模式上的方法，通过应用有限条法对实际参数数值的分析能够有效的更加接近实际的提供变形过程中的数值变化，提供参考依据，同时也保持了一定的通用性，截取部分结点参数进行分析就可以得出接近实际应用的结果，大大缩短了对屈曲应力的计算量。同时也对残余应力的分布模式进行了分析，对残余应力的偏差以及分布特点进行了分析，对轧后带材几何因素进行了思考，根据轧后带材的宽厚大小来进行分析，了解不同板形的带材在不同状态下产生的张力值以及波浪值的变化，掌握轧后带材板形变化的判别方式，掌握板形变化状态下的影响因素和规律，对实际板形状态有了更加全面的认识。
参考文献：
【1】戴杰涛;张清东;秦剑;;薄宽冷轧带钢局部板形屈曲行为解析研究[J];工程力学;2011年10期
【2】孙亚波;刘云飞;岳国富;丁开荣;靳恩辉;;基于动力法的板形判别模型[J];冶金设备;2012年05期
【3】刘宏民,彭 艳,褚宇鹏;板带轧制板形判别的条元法[J];燕山大学学报;2002年02期
【4】孙亚波;冷轧带钢板形控制目标模型研究[D];燕山大学;2010年
论文作者:赵云鹏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：屈曲论文; 应力论文; 残余论文; 模式论文; 冷轧带论文; 板材论文; 参数论文; 《科学与技术》2019年第19期论文;