一、内容定位

本书以不锈钢极薄带高精度轧制为核心，系统梳理从宏观轧制装备、工艺控制到介观辊系变形、板形控制，再到微观晶体塑性、多尺度建模与有限元模拟的完整技术体系，是国内少有的聚焦不锈钢极薄带 + 多尺度建模的原创学术专著，理论深度与工程实用性兼备。

二、核心内容亮点

1.装备全覆盖，直击主流机型。详细讲解极薄带全流程生产工艺，重点解析森吉米尔、森德威二十辊轧机等高端多辊轧机结构、传动、板厚 / 板形控制及润滑冷却系统，同时梳理国内外多辊轧机发展历程，工程参考价值极强。

2.理论体系严谨，攻克关键难题。深入阐述非圆弧轧制、轧制压力计算、最小可轧厚度新理论、辊系弹性变形、横向位移与板形控制，形成极薄带轧制完整理论支撑，解决超薄轧制变形机理、极限厚度、浪形控制等行业痛点。

3.多尺度建模 + 晶体塑性，代表行业前沿。系统介绍晶体塑性理论、多尺度几何建模（MC/CA/ 沃罗诺伊法）、晶体塑性有限元模拟，并给出MATLAB/Python/Neper建模实现路径，接轨材料成形领域前沿研究方法。

4.尺寸效应 + 多能场新技术，引领创新方向。揭示极薄带厚度尺寸效应、晶粒尺寸效应变形规律，并介绍脉冲电流、超声能场辅助轧制新技术，为新工艺开发、产品升级提供思路。

5.理论-模拟-试验高度结合。全书贯穿理论推导 + 数值模拟 + 试验验证，逻辑清晰、数据扎实，既可用于科学研究，也可直接指导现场生产与装备设计。

三、营销卖点

1.权威作者团队：黄庆学院士及多位高校资深专家领衔，长期从事轧制理论与装备研究，内容专业可信。

2.赛道稀缺：国内专注不锈钢极薄带轧制 + 多尺度建模的专著，填补细分领域图书空白。

3.适用面广：兼顾科研、教学、工程设计、现场生产，一专多用。

4.技术前沿：晶体塑性、多尺度模拟、多能场辅助，贴合高端材料精密成形发展趋势。

5.实操性强：含建模方法、仿真思路、装备结构、控制策略，可直接借鉴应用。

四、目标读者与适用场景

1.高校师生：材料成形、冶金工程、机械工程专业教学与科研参考。

2.科研人员：从事精密轧制、微观组织模拟、塑性成形理论研究。

3.工程技术人员：不锈钢/精密带钢企业、轧机装备厂、工艺研发人员。

4.适用渠道：高校图书馆、科研院所、企业技术中心、专业技能培训。

本书系统地介绍了不锈钢极薄带轧制工艺原理、板形调控关键技术及多尺度建模方法。第1~4章分别介绍了极薄带的轧制工艺及设备、金属塑性变形分析、辊系变形计算，以及极薄带板形控制技术。第5~7章以极薄带模拟仿真为主线，介绍了极薄带晶体塑性理论、多尺度几何建模方法及极薄带晶体塑性有限元模拟，探讨轧制工艺参数和尺寸效应对极薄带轧制变形的影响规律。第8章阐述了多能场在极薄带轧制中的应用，丰富了极薄带轧制手段。

本书可供从事冷轧钢带生产的科研、设计、生产技术人员阅读参考，也可作为高等院校相关专业本科生、研究生的参考用书。

目录

丛书序

前言

第1章极薄带轧制工艺及设备1

1.1极薄带的用途和要求1

1.2极薄带的生产工艺2

1.2.1原料准备2

1.2.2轧制工艺3

1.2.3清洗与退火工艺6

1.2.4精整工艺10

1.3多辊轧机的发展概况17

1.3.1罗恩型钳式多辊轧机17

1.3.2森吉米尔型多辊轧机17

1.3.3森德威四柱式二十辊轧机18

1.3.4传统机架式直接压下的多辊轧机19

1.3.5苏联研制的多辊轧机20

1.3.6我国多辊轧机的研制和生产20

1.4森吉米尔二十辊轧机21

1.4.1工作机座21

1.4.2卷取机29

1.4.3开卷机及上料、喂料机构32

1.4.4板形及板厚控制33

1.4.5润滑及冷却系统34

1.5森德威四柱式二十辊轧机40

1.5.1工作机座40

1.5.2卷取机49

1.5.3压下和厚度控制50

1.5.4板形控制51

1.5.5润滑及冷却系统52

参考文献53

第2章金属塑性变形分析54

2.1接触变形区计算54

2.1.1极薄带非圆弧轧制理论54

2.1.2接触变形区数值模拟57

2.1.3变形区参数影响分析63

2.1.4基于机器学习的轧制力预测模型65

2.2轧制压力的计算69

2.2.1轧制压力的计算方法69

2.2.2接触面积的确定71

2.2.3平均压力计算与总压力计算75

2.3最小可轧厚度公式77

2.3.1斯通最小可轧厚度理论78

2.3.2极限条件变形区特征分析79

2.3.3最小可轧厚度新理论81

2.3.4最小可轧厚度理论验证83

2.4接触变形区金属横向位移85

2.4.1基于变分法的金属横向流动问题86

2.4.2极薄带横向位移理论求解88

2.4.3极薄带金属横向流动规律分析92

参考文献103

第3章辊系变形计算104

3.1辊系受力分析104

3.1.1静压时的辊系受力104

3.1.2轧制过程中的辊系受力107

3.1.3轧机传动力矩113

3.2影响函数及其矩阵的推导115

3.2.1半无限体模型基本原理115

3.2.2轧制压力对工作辊压扁影响函数及其矩阵的推导117

3.2.3辊间压扁的影响函数及其矩阵的推导120

3.2.4轧辊弹性弯曲影响函数及其矩阵的推导124

3.2.5分布式支承辊弹性弯曲的影响函数及其矩阵的推导126

3.3二十辊轧机辊系弹性变形模型的建立131

3.3.1辊系弹性变形模型的假设131

3.3.2辊系弹性变形模型的离散化处理131

3.3.3辊系弹性变形模型的基本方程136

3.3.4辊系弹性变形模型的迭代求解过程140

参考文献144

第4章极薄带板形控制技术146

4.1冷轧板形控制概况146

4.1.1冷轧板形的分类146

4.1.2冷轧板形的影响因素150

4.2二十辊轧机板形控制特性分析157

4.2.1第一中间辊锥长的影响分析157

4.2.2第一中间辊锥度的影响分析160

4.2.3压下率的影响分析161

4.3斜向交叉浪形屈曲变形机理研究163

4.3.1斜向交叉浪形产生机理分析163

4.3.2斜向交叉浪形屈曲变形数值模拟166

4.3.3斜向交叉浪形试验研究177

4.4冷轧板形预设定控制187

4.4.1板形设定控制策略188

4.4.2板形目标曲线动态补偿设定189

4.4.3板形目标曲线自适应设定192

4.4.4板形调节机构设定计算的流程194

参考文献196

第5章极薄带晶体塑性理论198

5.1晶体学基础198

5.1.1晶体结构和坐标转换198

5.1.2晶体取向和晶体学织构200

5.1.3晶体的滑移变形206

5.2变形理论基础209

5.2.1构形与运动描述209

5.2.2变形梯度与应变度量211

5.2.3速度梯度217

5.2.4应力张量与客观应力率220

5.3单晶塑性理论224

5.3.1晶体塑性概述224

5.3.2基于唯象理论的本构模型226

5.3.3基于位错密度的本构模型232

5.4均匀化方法236

5.4.1平均场均匀化方法237

5.4.2全场均匀化方法241

参考文献243

第6章多尺度几何建模方法246

6.1建模方法概述246

6.2基于试验数据与体视学的微观结构重构法248

6.3MC法250

6.4CA法254

6.4.1CA的基本组成259

6.4.2CA的基本特征263

6.4.3CA的动态再结晶物理模型265

6.4.4基于CA法的组织建模269

6.5沃罗诺伊法272

6.5.1利用MATLAB构建沃罗诺伊图276

6.5.2利用Python脚本构建沃罗诺伊图277

6.5.3开源的多晶结构建模软件277

6.6基于沃罗诺伊多晶体几何建模282

6.6.1基于MATLAB建立多晶体模型282

6.6.2基于Neper建立多晶体模型286

参考文献288

第7章极薄带晶体塑性有限元模拟290

7.1晶体塑性参数标定290

7.1.1极薄带拉伸试验研究290

7.1.2RVE模型的建立291

7.1.3晶体塑性参数的标定和验证293

7.2极薄带拉伸变形模拟296

7.2.1RVE模型拉伸变形中的微观非均匀变形296

7.2.2RVE模型拉伸变形中的滑移系演化300

7.2.3RVE模型变晶粒尺寸下的拉伸变形302

7.2.4RVE模型变晶粒尺寸下的微观结构演化307

7.3极薄带轧制变形模拟308

7.3.1极薄带轧制试验研究309

7.3.2极薄带轧制模型的建立与验证309

7.3.3张力对极薄带轧制变形的数值模拟311

7.3.4压下率对极薄带轧制变形的数值模拟317

7.4极薄带轧制尺寸效应322

7.4.1建立尺寸效应的极薄带轧制模型322

7.4.2厚度尺寸对极薄带轧制变形的影响324

7.4.3晶粒尺寸对极薄带轧制变形的影响330

参考文献336

第8章多能场在极薄带轧制中的应用337

8.1脉冲电流辅助极薄带轧制变形337

8.1.1电致塑性效应337

8.1.2脉冲电流辅助轧制技术340

8.1.3电辅助304不锈钢极薄带轧制试验341

8.2超声能场辅助极薄带轧制变形347

8.2.1超声作用效应347

8.2.2超声能场辅助轧制技术350

8.2.3超声辅助不锈钢极薄带轧制试验350

参考文献355