板带材矫直机作为板带材轧制后的重要辅助设备之一,主要用于改善板带材的平直度,提高材料的力学性能,其矫直原理在于使材料连续反弯而发生弹塑性变形,使纤维层趋向等长进而被矫平。目前,矫直理论中关于压下量、弯曲曲率等工艺参数的计算与实际仍存在差距,其主要原因一方面在于大多矫直模型集中在假设及理想化矫直过程的研究中,定性分析偏多,定量分析偏少,另一方面是实际生产中存在的很多矫直问题一直没有得到关注,例如轧件矫直过程中出现弯曲曲率半径小于工作辊半径的现象、轧件最大弯曲量超过压下量值等。因此还需结合实际问题进行矫直技术与理论分析,进行大量的矫直实验研究,以推进矫直模型精细化发展进程,使之准确应用于实际生产,满足板带材的高质量板形要求。本文利用实验室11-95/100-1200辊式矫直实验平台,从理论、实验、模拟三方面深入研究了板带材变形机理,建立了精细化矫直模型;探讨了辊式矫直机和拉伸弯曲矫直机共同涉及的弯曲理论中工艺参数之间的关系及规律;为保证张力的稳定性改进了压紧辊装置。本文的主要研究内容及成果如下:1.考虑板带材加工硬化现象,分析了板带材连续弯曲过程中的应力应变行为,探讨了其与理想弹塑性板带材的弹复行为不同的变形特点。2.以1060铝板(长×宽×厚:650mm×80mm×4.8mm)为研究对象进行了矫直实验,对不同压下量的铝板材弯曲变形进行了详细分析。探讨了压下量变化对板材最大弯曲位置、板材与矫直辊的接触点、接触角的影响,分析了弯曲曲率与压下量之间的关系以及最小弯曲曲率半径的变化规律。3.建立了1060铝、Q235和Q345三种材质的板材在11辊辊式矫直机上矫直的有限元模型,在与实验数据相吻合的基础上,研究了板材最大弯曲量、断面应力、最大弯曲曲率与压下量之间的关系,并依据最大弯曲量与压下量差值的变化规律,给出了压下量设定的建议。4.针对带材拉弯矫直中张力辊表面因摩擦系数变化导致的张力不稳定问题,通过改变包角以补偿因摩擦系数变小导致的张力损失,建立了以张力为目标函数,压紧辊运动轨迹为约束函数的优化模型,改进了压紧辊装置,设计了新的压紧辊机构。本文通过理论、实验和数值模拟,研究了压下量与最大弯曲量、弯曲曲率、应力等参数之间的关系,建立了与实际生产更为接近的矫直模型;研究了影响张力稳定性的主要因素,建立了稳定的张力控制模型,提出了新的压紧辊装置。所做工作为丰富完善矫直理论做出了有益的帮助。