三辊行星轧制运动和管坯变形规律的仿真模拟

应用弹塑性大变形有限元法,对连铸铜管坯三辊行星轧制过程进行了三维有限元模拟研究。通过坐标变换的方法建立了三辊行星轧制有限元模型,该模型考虑了轧辊的倾斜角β和偏转角α。模拟分析得出三辊行星轧制过程中管坯断面要经受一个由圆形到三角形再归到圆形的变形过程。得出在三辊行星轧制过程中起到主要作用的是三向压应力状态,有利于坯料的大变形和提高轧制管材性能。同时模拟分析得到三辊行星轧制过程中坯料质点的运动轨迹和相应规律。该模拟计算对探索复杂的三辊行星轧制规律具有重要意义。

连铸铜管坯三辊行星轧制的有限元模型建立

本文针对三辊行星轧机轧制连铸铜管坯的有限元模型建立的关键问题进行了研究。针对实际轧制过程的复杂情况 ,建立了轧机运动模型并对动态接触边界条件等关键技术进行了简化和有效的处理 ,建立了针对有限元分析软件MSC Marc的数学仿真模型。模拟结果表明 。

三辊行星轧制过程中ACR紫铜管的组织和性能演变

采用金相显微镜、布氏硬度仪以及激光热导仪对三辊行星轧制过程中紫铜管的组织和性能进行研究。结果表明:在三辊行星轧制过程中,先后存在着加工硬化和动态再结晶软化两个过程,急剧大变形使粗大的铜晶粒破碎、滑移并产生大量热量,致使变形区温度急剧上升,最终获得了动态再结晶组织;与组织转变相对应,硬度值表现为随变形量的增大而增加,因加工硬化和动态再结晶的共同作用保持稳定,再结晶完成时硬度值下降;由于空洞等缺陷在变形过程中被抵消,材料的热导率增大,再结晶开始后,晶粒变得细小,热导率下降。

B10铜合金管坯三辊行星轧制模拟优化与实验研究

采用三辊行星轧制技术生产铜合金管可改变传统的挤压法生产工艺,大幅度提高铜合金管材的生产能力,但对其生产实用性的研究尚处于探索阶段。本文重点以B10白铜合金管坯为研究对象,首先通过有限元模拟对比分析了B10白铜合金管坯与TP2紫铜管坯在三辊行星轧制过程中偏转角和坯料初始温度对成形的影响,并计算出对铜合金管材三辊行星轧制加工中轧辊精整段长度合理控制范围。根据有限元模拟分析结果进行了现场生产实验,成功轧制出铜合金管材获得满意结果。该轧制实验的成功证明有限元模拟的重要参考价值,同时拓宽了三辊行星轧机的应用领域并改善了铜合金管材的生产加工技术。

摩擦状况对铜管行星轧制过程的影响

利用有限元软件MSC.Marc建立起铜管三辊行星轧制过程的三维热力耦合有限元仿真模型,对铜管行星轧制从咬入到稳定轧制的全过程进行了有限元模拟分析。仿真结果和现场数据的对比,验证了仿真结果的正确性;分析了不同的摩擦状态对铜管行星轧制过程的影响。研究结果表明,适当增大轧制过程中的摩擦,可以减小金属滑动、减小三角形效应、减小成品的圆度误差,同时也有利于温度场的均匀分布。研究结果可为设计轧辊和调节乳化液浓度提供理论依据。

白铜管行星轧制及拉拔过程塑性变形研究

针对白铜BFe10-1-1(简称B10)冷凝管存在的变形困难问题,对其行星轧制及拉拔过程的塑性变形规律进行了研究.通过在行星轧机和凸轮二串联拉拔机上的实验,研究了管坯的偏心率、微观组织、力学性能及临界分切应力.结果表明:行星轧制后的B10管坯偏心率优于挤压管坯;B10管材行星轧制、拉拔加工过程中,固溶强化是引起强度、硬度增加,塑性降低的主要原因,而细晶强化在提高强度的同时也提高了塑性,二者作用的结果是材料整体塑性降低,强度提高;B10管拉拔过程中,晶体的滑移首先发生在φ=45°处,此取向最有利于滑移.

铜管行星轧制过程金属流动规律的研究

采用有限元软件MSC.MARC的三维网格重划分功能对铜管行星轧制从咬入到稳定轧制的全过程进行了有限元仿真分析,对轧制过程中金属的流动规律进行了研究。结果表明:管坯在轧制过程中发生了两次扭转;运用目前的设备,无法实现轧件在轧制过程中完全不转动,只能调试电机转速使轧件出口不转动。

三辊行星轧制工艺参数优化技术研究

三辊行星轧制是铜合金管材加工的主要工序之一,对其工艺参数进行优化具有重要意义.采用将正交试验设计试验方案、BP神经网络建立映射关系和遗传算法寻优相结合的优化技术,可以获得三辊行星轧制最佳工艺参数组合.这种技术既利用了正交试验的多因素试验特性,神经网络的自学习、自适应非线性映射与预测功能,又利用了遗传算法的自然选择和进化的全局寻优特性,可以为实际生产提供可靠的参数依据.

三辊行星轧制含铋奥氏体不锈钢棒材的工艺参数优化

为解决含铋(Bi)奥氏体不锈钢棒材在三辊行星轧制中的芯部开裂问题,本文采用Brozzo延性断裂准则和有限元模拟方法,确定了三辊行星轧制含Bi不锈钢棒材的断裂阈值,采用5因素、4水平正交实验对材料延性断裂行为的影响因素进行极差分析,获得了一组最佳轧制工艺参数,即:加热温度1200℃、摩擦系数0.4、轧辊轴线与轧件轴线偏转角度6°、轧辊与轧件倾斜角54°、轧辊转速60 r/min,利用优化参数进行现场轧制,结果显示,所得含Bi奥氏体不锈钢轧件芯部无明显裂纹。

三辊行星轧制空间模型建立研究

根据三辊行星轧机的运动规律和轧辊设计原理,利用坐标变换的方法,建立起既有倾斜角β又有偏转角α的空间轧辊模型,研究了三辊行星轧机轧辊建模和定位的方法,确定了轧辊和轧件接触点计算的方法和轧件模型,在此基础上建立了三辊行星轧制空间模型.

基于有限元的三辊行星轧制力预测及分析

为预测三辊行星轧制力,建立了三维热力耦合有限元模型,用均匀设计法安排有限元模拟样本,采用基于LM算法的BP神经网络学习有限元轧制力结果,确定了轧制参数与轧制力的映射关系,并根据训练后的神经网络分析了摩擦系数、轧辊偏转角和轧辊转速对轧制力影响.预测结果表明:摩擦系数和轧辊偏转角对轧制力影响是多方面的,在高轧辊转速时,较大的摩擦系数有利于降低轧制力.

基于有限元的三辊行星轧制力模拟

采用有限元技术对三辊行星轧制力进行了模拟计算,论述了TP2铜管坯三辊行星轧制过程有限元模拟的关键技术与实现方法,建立了有限元计算模型,获得了轧制力的变化规律。研究表明:三辊行星轧制过程中,轧制力在坯料的周向方向呈120°分布变化,在轧制过程中坯料的形状、坯料与轧辊的接触部位时刻发生变化,轧制力呈现波动现象。

铜管三辊行星轧制过程轧辊轴力学行为分析

轧制力是三辊行星轧机负载和激励的来源,轧制过程轧制力引起的轧机结构变形和振动会影响轧制质量。基于大变形弹塑性有限元和热力耦合分析理论,利用MSC.Marc软件获得了轧制力的数值及变化规律。在轧制力分析基础上,利用ANSYS Workbench软件对轧辊轴进行了有限元静力学和动力学分析,获取了轧辊轴最大工作应力、变形、静动态特性及轧辊轴在轧制力激励作用下的谐响应曲线。

铜管四辊行星轧制过程有限元模拟分析

文章借助大型非线性有限元分析软件MSC.Marc,建立了铜管四辊行星轧制三维弹塑性有限元模型,并对四辊行星轧制过程进行了热-力耦合分析。获得了四辊行星轧制过程中铜管横断面的变形过程以及管坯温度场分布,并对轧制过程中轧辊受力进行了分析。将模拟结果与实验进行对比,认为该有限元模型可靠,且具有一定的精度,可用于铜管四辊行星轧制工艺参数的优化,并对模具设计具有一定指导意义。

ACC复合管行星轧制物理模拟及工艺优化(1)——3003铝合金本构关系及加工图

为获得铝包铜(aluminum-copper-clad,简称ACC)复合管行星轧制的加工窗口,对3003铝合金的热压缩变形进行模拟研究。采用Arrhenius及Z参数模型,建立3003铝合金本构方程,对其进行应变修正,同时采用动态材料模型理论建立该合金在不同应变量下的加工图,研究变形速率与变形温度等参数对3003铝合金性能的影响,并通过扫描电镜观察与分析在不同条件下压缩变形样品的显微组织。结果表明:3003铝合金热压缩变形的流变应力随变形温度升高、随应变速率下降而下降,在较高变形温度下出现动态再结晶现象;所得本构方程可精确预测该合金热变形过程中的流变应力,合金加工图中主要存在3个效率峰区:350~570 K,0.01~0.04 s^(-1),对应效率值23%~37%;375~500 K,6~10 s^(-1),对应效率值4.6%~6.6%;650~773 K,0.01~10 s^(-1),对应效率值19%~24%。变形温度较低的效率峰区处于失稳区内,而高温效率峰区下不存在失稳区,变形组织均匀。

行星轧制变形程度对TP2铜管材组织及性能的影响

目的研究行星轧制变形程度对TP2铜管材在轧制和联拉时的组织和性能的影响。方法采用金相显微分析和拉伸实验,研究行星轧制变形程度对TP2铜管铸坯轧拉态以及拉拔态组织及性能的影响规律。结果经连续铸造的TP2铸坯为柱状晶,且由外向内成长。经行星轧制、联拉后的管材晶粒纤维流线,其晶粒显著拉长,随着轧制变形程度的增加,流线减弱,晶粒更加细化。轧制变形程度为93%与90%的轧管屈服强度、抗拉强度分别降低了22.83%和7.59%,伸长率提升了4.44%,塑性变形能力增加。结论随着轧制变形程度的增加,联拉管抗拉强度略有提高,而伸长率得到了保持。

行星轧制—联拉紫铜管坯的“黑纹”缺陷研究

"黑纹"是行星轧制法生产紫铜管时常常出现的一种产品缺陷,对铜管的质量造成严重影响.笔者通过现场跟踪、塑性变形计算、显微组织显现与观察、试验验证等研究手段,对"黑纹"的形貌、特征、分布等方面进行了充分研究,此外分析了其产生的原因,提出措施来有效减少甚至避免"黑纹"的产生.

突变减壁段对铜管行星轧制过程影响的仿真分析

利用有限元软件MSC.MARC建立起铜管三辊行星轧制过程的三维热力耦合有限元仿真模型,对铜管行星轧制从咬入到稳定轧制的全过程进行了有限元模拟分析。另外,着重对突变减壁段在轧制过程中的影响进行了研究,以期能为辊型设计提供参考。

铜管三辊行星轧制过程轧辊轴力学行为研究

铜管三辊行星轧制是铜管加工的主要方式,因此在实际加工的过程中,该种加工方式的应用范围较广,具有较高的实际应用价值。基于此,本文将分析铜管三辊行星轧制过程,并研究铜管三辊行星轧制过程中的轧辊轴力学行为,其中主要包括铜管三辊行星轧制过程轧辊轴制力、铜管三辊行星轧制过程轧辊轴单元结构力学模型、铜管三辊行星轧制过程轧辊轴有限元静力、铜管三辊行星轧制过程轧辊有限元动力四方面内容。