用显式动力学有限元法分析压下率对板带轧制压力分布的影响

采用大型商用显式动力学有限元分析软件Ansys LS DYNA模拟了板带轧制过程,所计算的变形区轧制压力分布与相关实验结论符合较好,证明显式动力学有限元法可有效地用于分析板带轧制压力分布。

显式动力学有限元法分析板宽对板带轧制压力分布的影响

显式动力学有限元法是分析大型接触问题的有效方法 ,近年来在分析板料成形及碰撞冲击问题方面得到了广泛的应用。本文介绍了显式动力学有限元法的特点及在板带轧制过程分析中的研究状况 ,阐述了其基本理论 ,并采用显式动力学有限元法模拟了板带轧制过程 ,模拟计算出的变形区轧制压力分布与实验结果吻合较好。

热轧哈芬预埋槽钢孔型设计及实验

根据某型号哈芬预埋槽钢产品的尺寸,按照复杂断面型钢孔型设计的一般原理,开发了一套热轧哈芬预埋槽钢孔型系统。利用DEFORM-3D有限元模拟软件,对所有道次中轧件的填充情况进行模拟分析,并改进了孔型系统。针对主要孔型进行了以铅为实验材料的轧制实验,实验结果表明,所开发的孔型可行。

不锈钢包覆铁屑复合轧制有限元模拟与实验

采用粉末体结构模型描述铁屑轧制过程中的变形行为,利用体积可压缩有限元模型及MARC软件对不锈钢包覆铁屑复合坯轧制过程进行三维有限元模拟,并与铁屑采用致密体材料模型的模拟结果及实验结果进行对比。结果表明,铁屑采用粉末体结构模型的模拟结果与实验结果更接近,为不锈钢/铁屑复合轧制提供了参考。

包层钢筋轧制过程模拟的接触复合处理及实验研究

为了研究双金属包层钢筋轧制模拟过程中两种金属的接触复合状态,在MSC.Marc二次开发功能的基础上,提出了一种新的处理方法。通过编写子程序,分析接触面上节点的接触法向应力值是否超过该材料的变形抗力来判定两金属的接触复合状态。并与其它3种常用方法(接触面粘结、接触面共节点、直接接触)的模拟结果进行对比以及实验验证。结果显示:采用本文处理方法,轧制变形区上大部分节点的接触法向应力值超过了不锈钢的变形抗力,这些节点会与接触面发生粘结,并且在轧制过程中金属间能够产生轴向和周向的相对滑动,接触单元不会产生撕扯,模拟结果与实验结果较吻合,证明在包层钢筋轧制模拟过程中,金属间的复合状态可以通过节点的接触法向应力来判断。

棒线材三辊连续减定径机组力能及工艺参数设计

以C++编程语言为开发平台,以圆钢棒材减定径轧制为基本实体模型,选择相应的变形抗力、宽展、轧制力、轧制力矩等计算模型编制工艺参数计算源程序。采用有限元仿真软件Deform-3D对轧制过程进行模拟,修正了程序中的计算模型。重点分析了伸长率对宽展的影响,修正了采利柯夫宽展等效计算模型。最终,以Ф16 mm圆钢为例,通过软件计算、有限元模拟以及现场数据,对比了宽展量、出口断面面积以及轧制力。结果表明软件分析结果与实测值、模拟值比较吻合,从而验证了软件计算结果的准确性。

立辊锥角对H型钢翼缘宽展和轧制力的影响

采用三维弹塑性有限元法模拟了不同立辊锥角的H型钢万能轧制过程,分析了立辊锥角大小对翼缘宽展和轧制力的影响。以工业纯铅为材料,采用在试件断面划分网格的方法,在燕山大学H型钢三机架连轧机组上进行了实验研究,验证了数值模拟结果的正确性。

基于热连轧实测数据的金属材料变形抗力模型

以热轧实测数据为基础,对不同钢种进行计算并选取基准变形抗力。以周纪华·管克智模型作为目标变形抗力数学模型,采用多元非线性回归的方法完成对碳素钢、合金钢共7个钢种变形抗力模型的优化,并选用特列齐亚科夫·久津模型和井上腾郎模型作为对比进行回归,确定以实测数据为基础的变形抗力模型,且采用对应模型预测除样本数据外钢卷轧制力,证明采用多元非线性回归的方法自学习系数效果较好。

基于边界积分方程法的六辊轧机辊系变形分析

精确的板形控制理论对提高带钢质量具有重要意义,而辊间压扁理论是板形控制理论的重要组成部分。针对半无限体模型在计算辊间压扁时的误差问题,给出一种计算辊间压扁的新模型。应用有限元法模拟有限长度半无限体两侧面的位移场,建立侧面的位移衰减函数。基于边界积分方程法,得到有限长度半无限体在表面分布力作用下的数值解,从而建立求解有限长度半无限体的解析模型,并用有限元法验证该模型的准确性。基于该压扁模型建立新型六辊轧机辊系变形模型,所得结果与有限元法,半无限体模型和费普尔公式进行对比,发现新模型所得结果与有限元法更加接近。考虑板宽和窜辊量的影响,利用新模型与半无限体模型、费普尔公式进行对比计算,发现新模型所得辊间压力和压扁优于其他两模型,特别是在轧辊边部区域比其他两模型更符合实际。

PC轧机轧制过程耦合数值模拟研究

开发了一种分析三维板带轧制过程轧件与轧辊的耦合变形的计算机模拟系统。它耦合了三维刚塑性有限元法,弹性有限元法和计算辊系变形的影响函数方法。采用该系统成功地对PC轧机(Paircrossedrollingmill)轧制过程进行了分析,得到了轧制压力横向分布,前后张力横向分布,金属横向流动,以及轧后板带的横向板厚分布,包括板凸度和边部减薄大量信息等。

用显式动力学有限元法分析板带轧制压力分布

介绍了显式动力学有限元法的特点,阐述了其基本原理。采用商用显式动力学有限元软件Ansys/LS-DYNA模拟了三维弹塑性板带轧制过程,所计算的变形区轧制压力分布较好地符合了相关实验结果。

波纹轨腰钢轨轧制的数值模拟与实验研究

用MARC有限元软件对一种新型钢轨———波纹轨腰钢轨进行了轧制模拟计算,并进行轧制实验,掌握了波纹轨腰钢轨变形的特点和轧制过程中的关键技术。实验结果表明,波纹轨腰钢轨完全可以通过轧制方法生产。由于波纹轨腰钢轨有优越的力学性能,将有很好的开发应用前景。

板带轧制过程的三维耦合有限元分析

对板带轧制过程进行严密的三维分析是研究轧制参数对轧后板带尺寸、板形和机械性能的影响 ,从而实施有效控制的基础。本文简要回顾了板带轧制过程三维数值模拟的研究进展 ,提出了一个分析板带轧制过程的耦合有限元模型 ,其中 ,轧件塑性变形采用刚塑性有限元法计算 ,辊系弹性变形采用弹性有限元法计算。计算实践表明 ,该模型具有良好的精度和较高的效率。

X70HD管线钢的亚动态再结晶行为研究

为研究X70HD抗大变形管线钢的亚动态再结晶行为,利用Gleeble-3500热-力模拟试验机进行了X70HD管线钢不同道次间隔保温时间、变形速率和变形温度条件下的双道次热压缩实验。实验结果表明:道次间隔保温时间越长,材料软化程度越大。随着变形速率增大、变形温度提高,亚动态再结晶体积分数升高。基于实验结果建立了X70HD管线钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过与实验数据进行对比验证了模型具有较高的精确度。获得的亚动态再结晶动力学模型为进一步对X70HD管线钢实际轧制生产中组织的变化进行模拟、预测和控制、优化轧制工艺以及提高产品性能提供了理论基础和数据参考。

板带轧制过程多参数耦合模拟系统的开发

考虑轧件和辊系间的接触力与变形协调关系 ,采用一种选代的方案 ,开发了一个分析三维板带轧制过程的计算机模型。它耦合了计算轧件变形的三维刚塑性有限元法 ,计算辊系变形的影响函数法和弹性有限元法。该系统可用来精确预报轧制压力横向分布 ,前后张力横向分布 ,金属横向流动 ,以及轧后板带的横向板厚分布 ,包括板凸度和边部减薄等 ,并且具有较高的计算效率。

温度对不锈钢包覆铁屑轧制复合界面的性能影响

通过金相观察和剪切实验,研究温度对不锈钢包覆铁屑轧制的复合界面间剪切强度、晶粒分布和轧后尺寸的影响。结果表明:随着温度的升高,两金属复合界面的间隙得到有效改善,试件宽展增加,不锈钢层厚度随之减小。在1 150℃轧制后,铁屑内部晶粒分布较其他温度下轧制后更为细小、均匀,两金属间已出现扩散层,界面间的剪切强度达到303.3 MPa,已超过国家标准对不锈钢复合板剪切强度的规定。证明在1 150℃温度下轧制,更有利于不锈钢与铁屑的冶金结合。

新型十二辊冷轧板带轧机刚度有限元分析

针对燕山大学设计研发的一种新型十二辊冷轧板带轧机,利用MSC.MARC软件对这种新型十二辊轧机的刚度进行有限元分析。绘制轧制力-变形曲线,计算轧机整体刚度,并对轧机的整体变形进行了细分,分析了各部分变形对工作辊辊缝的影响,为板形和板厚控制提供依据。

中型型钢轧机改造方案探讨

论述了我国中型型钢轧机改造的必要性，并较详细地介绍了中型型钢轧机改造后的产品、各种改造方案以及万能轧机选型。

热处理工艺对热轧包层钢筋界面结合性能的影响

采用热轧法制备不锈钢/铁屑包层钢筋,通过不同扩散退火工艺处理试件,应用光学显微镜和显微硬度仪对结合界面复合情况及复合界面附近显微硬度进行了分析。通过剪切实验测试了两金属间的复合强度,并应用SEM分析了剪切断面的微观形貌。运用扩散理论研究了不同退火工艺对Cr元素扩散的影响,应用EDS测得Cr元素的分布情况。结果表明:通过热轧制备的不锈钢/铁屑包层钢筋复合界面附近仍存在一些微小孔洞,通过扩散退火处理可以减少孔洞数量,提高复合界面剪切强度,提高温度增加保温时间可以使剪切断裂面上的剪切韧窝变得更加细密,均匀。在退火温度900℃,保温90 min,剪切强度可以达到441 MPa,同时提高退火温度增加保温时间可以增加Cr元素的扩散距离,提高复合界面的结合强度。

基于Moldflow和ANSYS的钢塑复合管弯头注塑过程骨架偏移分析

通过Moldflow软件和ANSYS软件耦合模拟的方法,分析了钢塑复合管弯头在注塑充填过程中骨架的偏移情况。首先利用Moldflow软件模拟弯头的注塑成型过程,分析了熔体的流动和钢骨架受到的压力情况。然后将钢骨架所受力数据进行处理后,利用ANSYS软件将压力施加在钢骨架上,模拟钢骨架的偏移过程。通过模拟发现,浇口的尺寸设置不合理导致熔体流动不理想;定位钉布置不合理导致钢骨架过早失去定位。对比模拟结果与实际产品的数据可知,二者符合性良好,证明了模拟方法的可行性。