张力矫直机带材曲率分布及功率损耗的计算分析( Computational Analysis of the Curvature Distribution and Power Losses of Metal Strip in Tension Levellers )

L Steinwender A Kainz K. Krimpelsttter K Zeman Practical, Theoretical or Mathematical/ elastoplasticity elongation internal stresses mesh generation metallurgical industries plastic deformation rollers (machinery) rolling strips/ computational analysis curvature distribution power losses metal strip industrial tension levellers strip processing lines residual stresses elasto-plastic deformations FEM finite element method meshes 3D modelling 2D modelling rolls elongation/ A4620 Continuum mechanics A4630J Viscoelasticity, plasticity, viscoplasticity, creep, and stress relaxation A0260 Numerical approximation and analysis E2210 Mechanical components E2110A General shapes and structures E1520G Forming processes E3636 Metallurgical industries E2180B Plasticity (mechanical engineering) E2180A Elasticity (mechanical engineering) E0210L Numerical analysis

在带钢生产线上采用拉伸矫直，以减小残余应力。通过引起小的弹塑性变形来改善带材的平整度。为了改进这种机器的设计，精确的计算模型对于可靠地预测塑性耗散引起的张力损失、从动牵引辊（位于上游和下游）的功率要求、矫直辊上的反作用力以及带钢中的应变和应力是必不可少的。拉矫过程的有限元模拟（基于更新的拉格朗日概念）由于需要非常精细的网格以及接触、材料和几何的严重非线性特性而产生很高的计算成本。在层次模型（具有不同建模层次的模型）的评估过程中，通过广泛的分析以及与工业拉伸矫直机测量数据的一致性检查，证明了3D和2D建模概念（基于连续体和结构元素）的可靠性。为了开发计算成本节省的潜力，已详细阐述了一种基于虚功原理的定制建模方法，与利用商业有限元软件包的模拟相比，该方法产生了自由度的大幅减少。

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