劉麗秋

（河套學院機電工程係，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

摘 要 ：利用三維建模軟件SolidWorks建立板坯（pī）定寬幾何模型，並在（zài）有限元分析軟件ANSYS/ LS-DYNA中模擬板坯定寬全過程

分別研究了不同側（cè）壓量與不同板坯寬度對（duì）板坯（pī）側壓衝（chōng）擊力的（de）影響，利用MATLAB軟件進（jìn）行曲線（xiàn）回歸（guī），得到了板坯側（cè）壓衝擊力的變化規（guī）律及其（qí）與側壓衝擊力和板坯寬度之間的（de）函數表達式（shì），進而得到板坯側壓衝擊力與相對側壓量之間的函數表達（dá）式。

結果表明，相對側壓量和最大側壓衝擊力（lì）基（jī）本呈單調遞增關係，為保證在實際工作過（guò）程中能夠實現對板坯的穩定側壓，應（yīng）盡量選取較小（xiǎo）的相對側壓量（liàng），以防止側壓衝擊力過大而造成設備故障。

關鍵詞 ：有限元分析；板坯定寬；軋製力（lì）；應力狀態（tài）

中（zhōng）圖分類號（hào）：TH112；TF305 文獻標（biāo）識碼（mǎ）：A 文章編號（hào）：18-1511007(2018)03-0092-07

板坯大側壓定寬壓力機作（zuò）為熱軋帶（dài）鋼生產（chǎn）中（zhōng）的一種新（xīn）型在線調寬技（jì）術，與傳統立輥（gǔn）調寬（kuān）技術相比，其具有調寬精度（dù）高、能耗低、側壓（yā）量大、頭尾切（qiē）損（sǔn）量少等特點。

但因其改變了板坯與變形工具的接觸形式，使得板坯的變形過程由立輥軋製（zhì）時的穩態變形過程（chéng）變為側壓模塊拍擊時的非穩（wěn）態變形過（guò）程 ^[1-4]，而且在實際（jì）生產過程中，最大側（cè）壓衝擊力對於機構能否穩定工作以（yǐ）及機構的使用壽命都會（huì）帶來很大影（yǐng）響。

因此，有必要對模塊的運動規律及板坯側壓衝擊力的大小進行分析研究，進而為（wéi）生產現場定製板坯規程以及改善板坯（pī）質量提供理論依據。

1 定寬壓力機（jī）機構組成及工作原（yuán）理

SSP定寬壓力（lì）機在結構特點上有別於其他同類設備，屬於起—停式調寬模式，在結構上主要包括側壓機構和定寬機構兩個部分，其中側壓機構如圖（tú）1所示，它是由兩（liǎng）個曲柄滑塊機構及擺杆組成，側壓模塊固定在滑（huá）架上，通過（guò）機構運動將主電機的回轉運動轉變為定寬機側壓模塊的往複（fù）運動，從而實現對板坯的側壓。表1為SSP定寬機主要技術參數。

在起—停式調寬模式下，板坯的壓（yā）縮（suō）和傳送動作（zuò）單獨進行操作，使板坯與側（cè）壓模塊的相對位置能夠實現精確定位。

在（zài）側壓過程中（zhōng），側壓模塊按照一定的運動規律進行往複運動，其中，當兩個側壓（yā）模塊從相對的方向擠（jǐ）壓板坯的邊部時板坯（pī）不動，而當模塊離開板坯時，板坯向前進一個行程，使沒有減（jiǎn）寬的部分進入到模塊側壓範圍內，如此反複，直到板坯全長通過壓力機 ^[5]。

2基於（yú）虛擬樣機的起—停式定寬壓力機運（yùn）動學仿真

2.1 多剛體虛擬樣機模型的（de）建立

由於（yú）動力學仿真軟件ADAMS對於複雜模型的構建能力略遜於專業實體建模軟件（jiàn），所以，在充分了解起—停式定寬壓力機側壓機構組成及工作原理的基礎（chǔ）上，利用專業建模軟件SolidWorks創建側壓機構各組成零部件的實體模型，並完成整體（tǐ）裝配。

由於定寬壓力機的實際尺（chǐ）寸較大，模型較為複雜，為了便於分析和（hé）計算（suàn），在不影響運動精度的前提下可對其進行（háng）適當簡化。

由側壓機構簡圖可知，其主要由底座、偏心輪、側壓連杆、滑架、側壓模塊及擺杆組成，現在Solidworks環境下建立其三維實體模（mó）型，並將（jiāng）三維實（shí）體模型（xíng）導入ADAMS中。

在ADAMS中，首先，設置係統單位及重力方向，賦予各零部件質量（liàng）、材（cái）料等參數；其次，根據側壓機構各零部件間的連接方式及相對運動情況對模型添加運動副，並對其進行檢驗，以保證仿真過程順利進行，具體模型如圖2.1所示。

2.2運（yùn）動學仿真結果分析

在（zài）空載狀態下，對定寬壓力機的主曲柄（bǐng）施加旋轉驅動，主曲（qǔ）柄轉速取42r/min，即252deg/sec，可得（dé）到側壓模塊的運動規律，如圖2.2（a）（b）所示。其中，將仿真時間設置為5s，載荷步數為50， X方向為軋製方向，

Y為板坯步進方向。

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