于凤琴，杜凤山，张国良

(燕山大学机械学院，河北 秦皇岛066004)

冷连轧机工作辊热辊型的有限元研究

于凤琴，杜凤山，张国良

(燕山大学机械学院，河北 秦皇岛066004)

利用有限元软件对某钢厂1700冷连轧机组的产品规格及轧制工艺参数进行计算工作辊的辊型参数，并将计算结果和现场实测数据进行了对比，数据吻合良好，证明了有限元在计算冷连轧机工作轧辊热辊型方面的可行性和实用性。

冷轧;工作辊辊型;温度场

0 前言

有限元MSC.Mentat软件采用交替迭代方法计算热力耦合问题，对每个增量步中的模型几何形状进行更新，在新的拉格朗日坐标下分析温度场方程，采用非线性迭代解法求解热传导方程的等效温度场。递推公式收敛后，在同一增量步中，更新温度值，评价材料力学性质和热应变，迭代求解力平衡方程，收敛后，进行下一步分析直到所需的增量步结束。

由于轧辊热辊型动态形成过程的时间非常长，建立轧辊三维动态仿真模型，采用有限元计算三维空间实体模型和一维时间的轧辊温度分布，计算量非常大。由于轧辊的转速非常高，轴向传热很少，所以采取与差分计算模型同样的方法，将轧辊模型由三维简化为二维轴对称模型，又由于轧辊两端热传导的对称性，仅研究轧辊辊身长度的一半，这样既保证了计算精度，又提高了计算效率。

轧辊热凸度求解模型包含两类边界条件，即力边界条件和热边界条件。力边界条件包括辊身中间对称面上节点自由度的约束和轴对称中心线上节点位移的约束。……