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高純度金屬鋅通常是通過電解的方法獲得,電解的陰極板為花紋鋁板。陰極花紋鋁板的平直度直接影響著電解鋅的質量和生產(chǎn)效率,對其平直度要求較高,因此要對陰極花紋鋁板進行矯直處理。

本論文以某企業(yè)對陰極花紋鋁板進行矯直的輥式矯直機為研究對象,基于板材的矯直理論,在分析陰極花紋鋁板的矯直過程和矯直機理,對矯直過程進行數(shù)值模擬仿真和各矯直參數(shù)對矯直效果的影響等方面做了如下工作： (1)分析了國內(nèi)外輥式矯直機的研究現(xiàn)狀,探討了陰極花紋鋁板輥式矯直機的矯直機理。 (2)通過對陰極花紋鋁板的力學性能試驗,對陰極花紋鋁板的機械性能有了進一步的了解,為后續(xù)的模擬仿真提供準確的力學性能參數(shù)。并根據(jù)陰極花紋鋁板的材料特性及結構特點,通過分析比較,采用輥式矯直的方式進行矯直。 (3)在材料力學與彈塑性力學的基礎上,對陰極花紋鋁板的彎曲理論以及矯直理論進行了分析。通過對矯直方案的比較,采用大-小變形混合矯直方案對陰極花紋鋁板進行矯直,分析計算得出了混合矯直方案下的輥距、輥徑、輥速、壓彎撓度及壓下量,并利用MATLAB編寫相關程序,得出輥數(shù)及各輥處矯直曲率比、殘留曲率比,為矯直機的計算機模擬分析提供仿真參數(shù)。 (4)由于陰極花紋鋁板的特殊結構,在矯直過程中可能會出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象,針對這一問題,對矯直設備提出了相應的設計方案。 (5)運用ANSYS/LS-DYNA軟件對陰極花紋鋁板的矯直進行數(shù)值模擬,并在仿真分析過程中解決了質量縮放、穿透問題及體單元負體積的關鍵技術問題,利用LS-DYNA得到對陰極花紋鋁板矯直過程的數(shù)值模擬結果,通過分析各矯直參數(shù)對矯直效果的影響,得到了比較合理的矯直參數(shù)。 論文所運用的研究方法和研究成果具有一定的生產(chǎn)指導意義,為企業(yè)陰極花紋鋁板輥式矯直機的設計開發(fā)提供參考。