精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

基于数值模拟的线材轧制成形过程研究

通过对线材热连轧过程传热关系进行分析,利用热力耦合弹塑性有限元方法建立了线材与轧辊的三维数值计算模型,结合热轧生产线的实际情况,对高速线材轧制生产线预精轧区六道次轧制过程中的温度场、轧制力与轧制力矩进行了模拟计算。分析了变形区内温度场的分布和变化规律,探讨了轧制过程中所涉及的几何、材料和边界条件等多重强非线性问题,计算结果为生产工艺制度的改进、工艺参数的优化以及微观组织变化规律的研究提供了理论依据,对现场生产也有重要的参考价值。     

高颈法兰封闭轧制成形规律的有限元模拟研究

基于DEFORM－3D有限元软件对高颈法兰的轧制成形进行有限元模拟,在环件轧制理论的基础上对高颈法兰的尺寸参数及工艺参数进行设计,阐述了芯辊进给速度和驱动辊转速对力能参数的影响,并给出了合理的取值范围,分析了工艺参数对台阶面展宽量的影响,确定了最佳工艺参数,研究结果对高颈法兰封闭轧制成形的工艺参数设计提供了参考。     

双机架平整机轧制力智能模型研究

针对双机架平整机的生产工艺特点，在引入延伸率分配系数模型的基础上，提出先对带材进行规格划分，然后利用大量同规格现场轧制数据，采用Powell优化算法计算变形抗力、摩擦因数等主要轧制工艺参数的方法。为满足轧制力预报的实时性要求，建立了BP神经网络模型来预报上述轧制工艺参数，将轧制压力的短期自适应与轧制工艺参数长期自学习相结合，建立了双机架平整机轧制压力预报模型。将该模型运用于宝钢某厂1220双机架平整机的生产实践，大大提高了轧制力预报精度。     

工艺参数对多楔轧件接口质量的影响规律

楔横轧多楔成形工艺是生产长轴类零件的先进方法,但生产过程中模具工艺参数对轧件接口质量的影响比较复杂。根据楔横轧多楔模具的工艺特点,建立多楔轧制长轴类零件的三维有限元模型。基于ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件,在不同模具工艺参数下对多楔轧制过程进行了有限元模拟,得到模具工艺参数对轧件接口质量的影响规律。在与模拟工艺参数相同的条件下进行轧制试验,试验结果和模拟结果一致。通过对理论模拟和轧制试验获得结果的分析,得到工艺参数中过渡角对轧件的接口质量影响最大、展宽角对轧件接口质量影响最小的结论。综合考虑各工艺参数的影响,给出保证轧件接口质量良好的过渡角选择范围。研究结果为多楔成形长轴类零件的模具设计提供理论依据和参考。     

高线精轧辊环温度场数值模拟

以某钢厂高线精轧机组为模型，通过对精轧辊环换热边界条件的分析，用MARC大型有限元软件包对辊环温度场进行数值计算，获得辊环稳定轧制时的温度场；并对不同机架和轧制工况进行了比较分析，通过现场测量数据对计算结果进行验证。     

板带粗轧过程热、力、组织耦合三维有限元模拟

根据某厂2050热带钢粗轧机组轧制工艺，借助物理冶金组织演变模型，利用非线性有限元法开发了热连轧过程热、力、组织耦合三维刚塑性有限元模型。运用该模型对低碳钢SS400的现场实际轧制情况进行仿真计算，得到轧件三维变形场、温度场及显微组织的分布规律。模拟得到的轧制力能参数、粗轧出口温度与现场实测结果吻合很好。     

激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场的有限元模拟

利用ANSYS软件建立预置式粉层激光反应熔覆的数值模拟模型,考虑了相变潜热、辐射对流散热、表面效应单元等因素的影响;在不同的工艺参数下,用该模型对激光反应熔覆碳化物陶瓷涂层温度场进行了计算,分析了整个激光加工过程中温度场的变化情况。结果表明:激光功率和扫描速度对基体熔化厚度以及熔覆层宽度的影响都比较显著;激光功率是造成熔覆层较大温度梯度的主要因素;有限元模拟得到的最佳工艺参数得到了试验验证。     

双沟道球轴承外圈冷辗扩变形规律有限元分析

分析双沟球轴承外圈的冷辗扩工艺,以ABAQUS软件为平台,建立了冷辗扩三维有限元模型.通过选取不同毛坯和工艺参数进行模拟轧制,研究了毛坯设计和工艺参数确定的基本方法.揭示了双沟球外圈冷辗扩成形的机理.     

H型钢多道次可逆开坯轧制过程的三维热力耦合仿真分析

采用三维热力耦合弹塑性有限元方法对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行仿真分析得到了各道次轧件的三维变形结果及三维温度场。详细介绍了有限元模型的建立，材料参数、边界条乍及载荷的定义，对轧件温度场的分布进行了深入分析，并与现场实验数据相比较，模拟结果与实际情沥吻合很好。研究结果为多道次轧制过程的热力耦合分析提供了参考。     

高线穿水冷却系统温度场的有限元分析

不同种类的线材对吐丝温度的要求不同,文中针对某线材生产线的工艺特点,利用了有限元分析软件分析了主要因素对西6．5mm的Q235线材吐丝温度的影响,为线材在轧后水冷控制过程提供理论依据。     

基于APDL语言的正交试验设计程序的开发

通过对有限元软件ANSYS的二次开发,实现了正交试验设计分析的自动化过程。利用APDL语言完成了正交试验分析过程中的主要算法,编写了统计计算、结果输出的命令流文件,特别是APDL语言的矢量运算、读写命令以及宏文件、宏库文件的运用,保证了程序的易读、高效和适用性。最后,通过对高线穿水控冷参数的设计分析验证,表明此程序正确可行且具有良好的实用性。     

棒线材粗轧过程的模拟及辊径大小对轧制参数的影响分析

借助商业有限元软件MSC.M arc,建立了预测GCr15棒线材粗轧过程的三维弹塑性模型。分析了GCr15棒线材连轧过程中总等效塑性应变变化,等效塑性应变率分布及轧制各道次出口处的表面温度变化等结果。同时,模型被用来调查了辊径变化对粗轧过程轧制参数的影响。表面温度的预测结果与测量结果吻合较好,证明了该模型的有效性。     

A coupled stream function-finite element analysis for wire drawing processes

A numerical approach has been developed based on the stream function technique and the finite element analysis to predict required power and temperature rise in wire drawing processes. An admissible velocity field is first proposed using a stream function and then power consumption in the wire drawing is optimized to achieve sensible and unique deformation geometry. In addition, the finite element method together with axi-symmetric Petrov?CGalerkin algorithm is coupled with the deformation model to assess the temperature distribution in both the deforming wire and the die during the process. The work hardening effects are also considered in the model both in the deformation zone and on the velocity discontinuity surfaces. The model can estimate the effects of various process parameters such as drawing velocity and die geometry. In order to evaluate the results of the model, the predictions are compared with the established models including force equilibrium as a lower-bound approach and an upper-bound solution based on the spherical velocity field.     

基于有限元的阀组件单级散热模块数值分析

简述了阀组件单级散热模块的外部模型、内部水路的物理模型和电子元件的分布。在理论计算分析的基础上,采用有限元的方法进行数值模拟,从而得到不同流速下的流阻和热阻,分析得到最佳冷却流速。借助有限元流体分析软件,得到了阀组件的温度场和流场,分析结果能够较真实地反映出散热模块的温度分布梯度、内部流场的温度梯度以及压力损失梯度。研究结果不仅为后续多级散热模块串联提供了理论基础,而且对散热器的设计和优化具有一定的指导意义。     

基于有限元的圆钢环缝旋流两段控冷过程温度场模拟

借助ANSYS有限元分析软件,进行了温度场模拟,并建立了圆钢温度场预报模型.研究了圆钢环缝旋流控冷过程的热边界条件,分析了4种情况下圆钢温度场的分布及其变化规律.结果表明,相比常规控冷圆钢的晶粒度有明显细化,获得了圆钢在环缝旋流两级控冷过程中的温度-时间历程曲线及其组织变化特点.模型的温度场数值模拟的结果与现场实验结果吻合良好.分析结果对于掌握圆钢的冷却规律、优化圆钢控冷工艺,以及开发新控制冷却技术具有实际指导意义.     

高碳热轧盘条中的带状组织及其对拉丝变形行为的影响

采用光学显微镜和扫描电镜观察了SWRH77B高碳盘条中带状组织的形貌,并观察了带状组织在拉丝冷变形过程中的行为。结果表明：高碳盘条中的带状组织为马氏体。粗大的带状组织将直接导致拉丝断裂;稍小一点的带状组织不会引起拉丝断裂,但在钢丝内部存在着明显的非稳态扩展裂纹,是不安全的;细小的带状组织不会引起拉丝断裂,最终将以断续的点状形态存在于成品钢丝中,但对其安全性存在重大隐患。     

Temperature field and cooling rate of laser cladding with wire feeding

Temperature field and cooling rate are important parameters to influence the properties of clad layer and the heat affected zone. In this paper the temperature field and cooling rate of laser cladding are studied by a two-dimensional time-dependent finite element model. Experiment has been carried out by Nd:YAG laser cladding with wire feeding. Research results indicate that at the beginning of cladding, the width and depth of melt pool increase with cladding time. The cooling rate is related to position, cladding time, cladding speed, and preheating temperature. The temperature near melt pool changes rapidly while the temperature far from melt pool changes slowly. With the increase of cladding time, cooling rate decreases. The further the distance from the melt pool, the lower the temperature and the slower the cooling rate. The faster the cladding speed, the faster the cooling rate. The higher the preheating temperature, the slower the cooling rate. The FEM results coincide well with the experiment results.     

Study on cutting temperature during milling of titanium alloy based on FEM and experiment

A finite element model of helix double-edge cutting was developed to study cutting temperature during milling of titanium alloy Ti6Al4V. To improve the accuracy of finite element simulation, a new method to construct material constitutive model was presented, and material constitutive model with big strain, high strain rate, and high-temperature characters for aeronautical titanium alloy in cutting process was established. Using this finite element model, milling process of titanium alloy was simulated. Cutting temperature change curves and values were obtained. An analysis indicates that the highest cutting temperature lies in tool-chip interface and is more close to cutting edge; moreover, the temperature is higher in rake face than flank face of the tool. The embedded semi-artificial thermocouple cutting temperature experiment was improved by substituting constantan band for constantan wire. By comparing the results obtained from finite element simulation and cutting temperature experiment results, a good agreement is found, showing finite element simulation analysis of cutting temperature for titanium alloy is correct.     

高强度大直径SWRS82B盘条大气腐蚀的实验研究

SWRS82B盘条是生产高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线的重要原料,且大都在大气环境下使用,易受腐蚀。本文采用化学纯试剂配置3.5%NaCl溶液、2%H2SO4溶液以及3.5%NaCl,PH=4溶液在25℃和50℃加速模拟大气腐蚀实验。结果表明:同一种腐蚀溶液,随着温度的升高SWRS82B盘条钢的腐蚀速度增大。在三种腐蚀介质中,随着酸性增强SWRS82B盘条钢的腐蚀速度也随之增大。