2.2運動學仿真結果分析

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

Y為板坯步進方向。

從圖（a）中（zhōng）可（kě）以看（kàn）出，側壓模塊的位移、速度和加速度在X方向均是（shì）一條平滑的正（餘）弦曲線。其中，側壓錘頭的有（yǒu）效行程（chéng）為160mm。

從圖（tú）（b）中可（kě）以看出（chū），側壓模塊的位移曲線也可近似看作（zuò）為一條正弦曲線，有效行程為16mm，但由於（yú）擺杆（gǎn）在該方向上的擺動及側壓衝擊過程中的振動使得側壓模塊的速度和加（jiā）速度曲線在側壓（yā）模塊位移達到最大值的區間內出現一些（xiē）波動，其中加速（sù）度曲線波動較為明顯。

3 板坯調寬（kuān）有限元模型的建立

3.1幾何模型（xíng）的建立（lì）

利（lì）用SolidWorks建立板坯調寬幾何模型，由於定寬機側壓機構的模型（xíng）和載荷均為對稱分布，所以可（kě）取（qǔ）1/2 模型進行分析計算。側（cè）壓模塊可根據實際尺寸建立實（shí）體模型，但板坯實際尺寸較大，取實際尺寸建模（mó）會增加計算量和（hé）計算（suàn）時間，而板坯中部屬穩（wěn）定變形，每次變形基本相同，故可取板坯的1/8進行建模 ^[6]，板坯建模尺寸規格如表2所示。

3.2有限元模型的建立 ^[7]

將SolidWorks中建立的幾何模型（xíng）導入非線性大變形有（yǒu）限元軟（ruǎn）件ANSYS/LS-DYNA中，鑒於板坯屬於高溫大變形體，而側壓模塊屬於高剛（gāng）度小變形體，因此將板坯視為彈塑性體，模塊視為剛（gāng）體。有限元模型如圖3所示（shì）。

根據板坯的運動規律在板坯寬度對稱麵上施加位移（yí）約束條件Uy=0，厚度（dù）對稱麵上施（shī）加位移約束條件Uz=0^[8]。

將多剛體虛擬樣機仿真分析得到的側壓（yā）模塊的位移曲線作為初始條件，可（kě）以建立側壓錘頭運動的時間—位（wèi）移數組（zǔ）參數進而將其施加到錘頭（tóu）上。

此外，已知（zhī）板坯最（zuì）大步（bù）進量為428mm，可以根據錘頭的運動情況來定義板（bǎn）坯的加載情況（kuàng），取板坯步進量為420mm，側壓量為120mm時，部分時間—位移（yí）數組參數如表3所示。

4板坯側壓衝擊力仿真分析

4.1側壓量與側壓衝擊力的（de）關（guān）係

在板坯定寬過（guò）程中，隨著板坯側（cè）壓量的（de）增加，板（bǎn）坯的變形抗力也會越來越大，因（yīn）此，為了明確（què）不同側壓量對板坯（pī）側壓衝擊力會造成（chéng）怎（zěn）樣的（de）影響，現以板坯規格一為例，分別（bié）選取單側側壓量90mm、120mm和150mm，模擬連續5次側壓過程中板坯所受側（cè）壓衝擊（jī）力的分布情況，得到了在不同側壓量下（xià）側壓衝擊力隨時間的變化規律，如圖4.1所示。

從圖中可以看出，相對側（cè）壓量和最大側壓衝擊力基本呈單（dān）調遞增關係。定寬壓力機在實際工作過程中要保（bǎo）持對（duì）板坯的（de）穩定側壓，宜將側壓過程中（zhōng）板坯最大側壓衝擊力控製在23000KN以內，因此，為了減小因側壓衝擊力（lì）過大而造成設（shè）備故（gù）障，相對側壓量越小越好，建議最好控製在0.14以內。

5 結 論（lùn）

通過對定寬壓力機板坯側壓衝擊力的仿真分（fèn）析可知，側壓衝（chōng）擊力的大小與側壓量成（chéng）正比，與板坯寬度成反（fǎn）比，相對側壓量與最大側壓（yā）衝擊力基本呈（chéng）單調遞增（zēng）關係。

通過相對側壓量與最大側壓衝擊力的函數關係可以快速判斷側（cè）壓量的選取是否合適。

同時，為避免側壓（yā）衝擊力過大而導致板坯出現裂痕、甚至（zhì）造成設備故障，應根據板坯材（cái）料及尺（chǐ）寸規格來合理選擇側壓量，以保證能夠將板坯側壓衝擊力控製（zhì）在板坯可（kě）承受（shòu）範圍之內。

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