本课题采用解析分析、数值计算和实验方法对薄宽带钢的瓢曲机理与变形行为进行了系统研究,在各类带钢瓢曲的力学机理及变形规律和瓢曲现象的分类与描述等方面获得了新认知,在带钢瓢曲的力学建模、求解方法、实验研究等领域取得了创新性成果,丰富了板形生成理论。主要包括研究指出纵向屈曲有整体型与局部型之别及各自的力学机理,研究了带钢斜向屈曲并提出对其产生机理的认识,研究并提出对带钢横向屈曲产生机理的新认识,建立了各类带钢屈曲行为的力学模型,获得了其变形规律;建立了各类带钢屈曲的解析求解模型和方法,并提出在前屈曲应力场分析中以临界屈曲载荷最小为目标搜索确定屈曲区域的求解策略,及将摄动法引入求解三类板形缺陷的后屈曲载荷-位移生成路径,得到了完整的结果;在完成用多种通用有限元软件对各类带钢屈曲行为的建模与求解后,再应用样条有限元基本原理,建立了专用带钢屈曲问题的非线性样条有限元求解方法、模型及软件程序,实现了更为高效和精确的求解;通过轧制实验获得了纵向和斜向屈曲的浪形模态,通过拉伸实验获得了横向瓢曲的屈曲模态和后屈曲路径,并验证了解析和数值计算结果。部分理论成果应用于宝钢冷轧带钢生产,取得了显著的效果。
英文主题词flatness, buckling, Perturbation-Variational Solution, spline finite element method, rolling experiment