Modellering av sträckriktning med hjälp av FEM
Målet med detta examensarbete är att bedöma möjligheten för generell modellering av riktning av tunna stålband med hjälp av finita element metoden (FEM). Detta är ett delmoment inom ett EU-projekt rörande bandformskontroll i kallvalsning och kontinuerliga glödgningslinjen. I detta arbete har fokus legat på att skapa en modell som löses med FEM för ett befintligt riktverk på Outokumpu Stainless i Långshyttan för att se om möjligheten för allmän modellerering av riktning med hjälp av FEM är möjlig. Valsningsförsök på ett stålband har gjorts på LuCoil i Luleå där planhetsfel medvetet har valsats fram och uppmätts. Detta stålband har sedan riktats vid försök på Outokumpu Stainless i Långshyttan och data från riktningen har samlats in. För att få kännedom om bandets mekaniska egenskaper har bitar av bandet dragprovats. Modellen består av ett band och 23 riktrullar tillsammans med lämpliga randvillkor. Simuleringar av två band med olika planhetsfel, kantlångt och mittlångt, har gjorts. Planheten efter riktning har beräknats på två olika sätt, det ena genom användande av restspännig i bandet efter riktning och det andra genom att jämföra fiberlängder efter att bandet låtits återfjädra. Bandet har modellerats med användande av skalelement medan riktrullarna har antagits vara helt stela. Utvärdering av modellen har gjorts på två sätt, dels genom en fysikalisk granskning av spännings- och töjningsfördelningar, dels genom jämförande mellan uppmätta och beräknade resultat av planhet och dragspänning genom bandet efter riktning. Den fysikaliska granskningen visar att modellen uppför sig som man förväntar sig för båda typer av planhetsfel. Jämförande av beräknad och uppmätt planhet efter riktning visar att skillnaderna är små och i de flesta fall inom ramen för mätfel och numeriska fel vid beräkningar. Vid en jämförelse mellan beräknad och uppmätt planhetsfördelning över bandbredden är det intressant att jämföra dem i perspektiv med planhetsfördelning före riktning. I en sådan jämförelse ser man att skillnaden mellan beräknad och uppmätt planhetsfördelning är i storleksordningen för vad som betecknas som plant i de flesta industriella sammanhang. Gjorda approximationer i modellen bedöms därför inte ge upphov till större fel än fel vid mätning av ingående planhet. Dragspänningen genom bandet under riktning har beräknats och ligger 35 och 50 % över den uppmätta för det mittlånga respektive kantlånga bandet. Verifiering av modellen mot data från verklig riktning visar att modellen fungerar bra och att möjligheten för generell modellering av riktning med användande av FEM därför är stor. Dock har bara en stålsort samt två olika planhetsfel simulerats och fler simuleringar är nödvändiga för att bättre bedöma modellens giltighet. Konfidentiell till 2008-31-12