电解铜导电棒矫直机压下量计算及有限元分析

《电解铜导电棒矫直机压下量计算及有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国冶金装备网---中国冶金人的网电解铜导电棒矫直机压下量计算及有限元分析王瑞华[1]，姚辉[1]，李亮[2]，孙东明[2]【摘要】给出了电铜导电棒矫直机矫直工艺规程中各可调辊压下量的精确理论解。采用MATLAB软件编写了辊数及压弯挠度设计的计算机程序。通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对导电棒矫直过程的动态模拟研究其各阶段的等效应力及矫后平直度。关键词：电解铜；导电棒；矫直；压下量；残余应力DesignofItermeshoftheStraighteningMachineforConductin

2、gBarandfiniteelementsimulationWangRui-hua,YaoHui,LiLiang,SunDong-ming1.JinChuanGroupLtd.,Jinchang737100,Gansu,China2.FacultyofMechanicalandElectricalEngineering,KunMingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,Yunnan,China【Abstract】Accuracyanswersto

3、theadjustableintermeshofeveryroller,thekeytechnicalparametersonconductingbarwereputforward.MATLABsoftwarewasusedtosolvetherollernumberandthebendingdeflectionofeveryroller.Thestraighteningprocessofconductingbarwassimulatedandresearchedbyfiniteelementsoftw

4、areofANSYS/LS-DYNA.Thestressofconductingbarofdifferentpartsandthestraightnessafterstraighteningwerestudied.Keywords:CathodeCopper；conductingbar；straightening；Intermesh；Residualstress1引言铜电解行业生产高纯电解铜的过程是在电解槽内进行的，电解过程完成后，专用吊车将电铜从电解槽内整槽吊出，运至电解铜处理机组，经受板、洗涤、导电

5、棒抽取、堆垛、称量及输出等工序，成垛的电铜运至成品库，导电棒送往导电棒储运机组[1]。在此过程中，阴极板导电棒由于受重载、击打等其它一些原因发生变形。目前国内很多铜电解企业还没有设置对导电棒进行矫直的设备，也没有关于电铜导电棒矫直的系统研究。很多铜电解行业对导电棒的矫直仍采用人工矫直，用木榔头在变形区域反复敲打，以达到矫直的目的。每年铜电解行业都有大量的导电棒由于变形严重而报废处理，在一定程度上造成浪费。铜电解行业有很多企业所使用的电铜导电棒是方型紫铜管。文中以某企业22mm×22mm×3mm方型紫铜管

6、导电棒的矫直为研究对象，针对导电棒的结构、材质特点，综合运用弹塑性有限元理论及矫直理论设计电铜导电棒矫直机的矫直工艺规程中各可调辊的压下量并进行了矫直过程的动态有限元仿真。各辊压弯挠度及辊数的计算采用MATLAB软件编写了相应的计算机程序。2可调辊压下量的计算2.1矫直曲率比方程式的推导导电棒的材料是紫铜，为强化性金属材料，其强化系数为。管材的弯矩可以通过大断面的弯矩减去小断面的弯矩即粗细两个棒材的弯矩之差来求得[2]6中国冶金装备网---中国冶金人的网。最后可推导出该断面铜管矫直曲率比方程式：(1)式

7、中：—反弯曲率比；—原始曲率比。由于，，故(1)式可写为(2)式中：—弹区比；—弯矩比。已知导电棒的原始最大平直度为15mm/m，要求其在矫直后的平直度小于=1mm/m。平直度和曲率比存在如下关系[3](3)式中：—导电棒平直度，mm/m；—弯曲曲率比。将=15mm/m，=1000mm代入式(3)中，求出，即导电棒的最大原始曲率比为1.8，考虑到原始弯曲为双向弯曲，取导电棒原始曲率比为。将=1mm/m，=1000mm代入上式折算出矫直后允许的残留曲率比为。2.2各辊压弯挠度及可调辊压弯量的计算轧件的矫直

8、方案有小变形原则及大变形原则。按小变形原则进行矫直时压弯量的计算比较容易，而且数值精确，但是压弯量的调定却不容易。不仅各辊的刚度不尽相同，而且辊系刚度互相干扰，很难调准，调不准就矫不直。采用大变形矫直方案，可以获得较好的矫直质量，但大变形矫直方案尽管能把被矫件矫直，但不可避免的出现非要求变形，造成损害[4]。尤其对于管材，更容易出现矫直缺陷。考虑到矫直对象导电棒为方型铜管，并吸取小变形矫直方案和大变形矫直方案各自的优点，最后确定采用大变形-