有限元模拟在H型钢工艺优化中的应用

为满足H型钢工艺优化的需要,对粗轧阶段进行有限元模拟,根据模拟结果,对工艺优化方案进行分析,并根据力能数据对现场设备进行校核,确定工艺方案,最终进行现场实践,工艺优化达到预期效果。结果表明,有限元模拟有助于分析轧制过程中的金属成形,尤其对于型钢轧制过程中变形规律的研究,具有较高的参考价值和指导意义。     

箱型孔轧制方坯的显式动力学有限元模拟

借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，对方轧件在箱型中的动态轧制过程进行模拟仿真，分析了轧制区应力场和轧件变形参数。数值模拟结果和试验结果基本相符。     

中厚板轧制过程中轧制力变化有限元模拟

采用动态显式有限元法对中厚板轧制过程进行了分析.分析了轧制过程稳定阶段接触区中厚板单元数、轧辊单元尺寸以及中厚板初始速度选择对有限元分析计算结果的影响,得出了合理的轧制过程有限元模拟参数,并对某中厚板厂15道次轧制过程轧制力变化规律进行了分析,稳定阶段轧制力计算结果与实测结果非常接近.该结果对中厚板轧制过程模拟具有一定的参考意义.     

316L/EH40不锈钢复合板热轧过程中晶粒组织的均匀性

 为了改善热轧不锈钢复合板晶粒组织的均匀性,采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案,研究轧制工艺参数对基层不均匀因子、基层平均晶粒尺寸、复层不均匀因子和复层平均晶粒尺寸的影响,分析各参数的影响显著性顺序,并采用综合平衡法得到优选参数组合,轧制压下率为60%,轧制温度为1 100 ℃,轧制速度为300 mm/s。对优化后的参数组合进行有限元模拟,得到了热轧过程中沿不锈钢复合板厚度方向晶粒尺寸的分布及其变化规律。通过试验与仿真模拟获得的晶粒尺寸进行对比验证,得出晶粒尺寸误差在5%以内,验证了有限元模型的正确性与可靠性。     

板带粗轧全过程三维热力耦合模拟分析

为了预测热轧过程的温度与轧制力变化情况,利用热力耦合三维有限元模拟方法,对板带热轧粗轧过程进行了全流程模拟仿真分析。介绍了仿真模型的建立、材料参数以及初始条件、边界条件的设置,并对模拟结果进行了分析。最后利用现场实测温度数据和轧制力数据与模拟结果进行对比分析,仿真结果与实测值基本吻合,可为现场的实际生产提供指导。     

不锈钢/碳钢包层钢筋轧制模拟分析与试验研究

 研究了不锈钢/碳钢包层钢筋轧制过程中,轧件尺寸变化情况以及金属的流动规律。应用MSC.Marc对不锈钢/碳钢包层钢筋轧制过程进行了有限元模拟。基于软件二次开发,判断两金属的结合状态。通过和均质碳钢钢筋轧制模拟结果进行对比,并经包层钢筋轧制试验验证,结果表明：轧制过程中,不锈钢包层钢筋芯部的轴向延伸阻力大于均质碳钢钢筋,造成包层钢筋的宽展大于均质碳钢钢筋,因此,不能应用轧制均质碳钢钢筋的孔型轧制包层钢筋。包层钢筋的模拟结果与试验比较吻合,证明孔设计合理且有限元模型可靠。     

基于Drucker-Prager/Cap模型的W–Cu20粉末轧制数值模拟

将Drucker-Prager/Cap塑性模型引入到高硬度W–Cu20粉末轧制有限元分析中,利用巴西圆盘试验、单轴压缩试验以及模压试验得到Drucker-Prager/Cap塑性模型参数,借助商业有限元软件ABAQUS以及Fortran自编的VUSDFLD子程序,建立粉末轧制的有限元模型,并与实际试验进行了比对。结果表明:模拟结果中的板料相对密度和板料厚度与实际实验结果吻合较好,最大误差为4.47%,说明Drucker-Prager/Cap塑性模型对粉末轧制工艺研究有参考意义。     

Ti3111钛合金厚板轧制过程数值模拟

结合实际的生产工艺,利用simufact.forming软件对Ti3111钛合金厚板热轧工艺进行了数值模拟。本文从温度场、轧制力两方面,证明了有限元模型的可靠性和准确性较高;研究了在稳定轧制阶段不同压下量、轧制速度等变形参数对轧制力和温度的影响规律和坯料的应力应变场、温度场变化及材料流动变形规律,为钛合金厚板热轧过程的工艺参数优化提供了基础理论数据。     

有限元模拟在异型钢轧制中的应用及展望

针对异型钢的轧制特点,介绍了有限元模拟的应用,具体包括咬入阶段的模拟、孔型中金属变形及成型规律的研究、轧制过程稳定性及轧制力能参数的研究等,并通过实例进行说明。最后指出目前异型钢轧制过程模拟存在的不足,并对发展方向进行展望。     

60 kg/m钢轨万能轧制过程有限元模拟研究

以鞍钢大型厂60 kg/m钢轨轧制过程为研究对象,通过MSC.Marc软件,建立三维弹塑性热-机耦合有限元模型,模拟分析了万能轧机轧制生产过程中轧件的变形和受力情况。模拟结果与实际结果吻合较好,应用所建立的有限元模型对万能轧制机组轧制过程进行模拟,获得了轧制过程轧件变形、受力以及速度等参数的分布情况。     

不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程板形翘曲行为

 针对不锈钢/碳钢复合板在平整轧制过程中极易出现不均匀延伸并导致板形翘曲的行为,建立了不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程的有限元数值模拟模型,对已实现工业化批量生产的不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程的不均匀变形行为及其可能导致的板形翘曲缺陷进行数值模拟研究。在此基础上,对比分析了均质板、非对称不锈钢/碳钢复合板以及对称不锈钢/碳钢/不锈钢复合板平整轧制过程板形的遗传与演变规律,发现仅非对称不锈钢/碳钢复合板在平整轧制过程中极易产生板形翘曲缺陷,同时对比分析了平整和常规轧制对非对称不锈钢/碳钢复合板轧后翘曲缺陷的影响。揭示了不锈钢/碳钢复合板厚向分层特征以及复合板尺寸参数、平整工艺和平整机设备参数等对其板形翘曲缺陷的影响规律,研究表明,对复合板尺寸参数而言,平整过后翘曲高度与厚度比呈正比。对于平整工艺而言,当等张力平整轧制时,平整过后翘曲高度与张力呈正比;当不等张力平整轧制时,前张力的变化对平整过后翘曲缺陷的影响较大;同时平整过后翘曲高度与轧辊和碳钢层表面摩擦因数呈反比。对平整设备参数而言,平整过后翘曲高度与碳钢层表面接触的轧辊辊径、入口侧防皱辊抬起高度以及不锈钢层表面接触轧辊偏向入口侧的距离均呈正比关系。最后,采用轧制试验对数值模拟结果进行了验证,证明了复合板平整轧制模型的准确性。基于上述研究结果,提出了相应的工艺对策,为金属复合板平整轧制过程的板形翘曲控制提供了理论依据。     

钢管连轧过程中机架孔型参数优化

为了优化某限动芯棒连轧管机的孔型参数,利用正交试验参数优化方法,结合钢管热连轧有限元模拟分析,研究轧辊孔型参数(脱离角、脱离比、过渡圆角半径、辊缝值)对轧制所得钢管的尺寸精度和轧制过程中力能参数的影响,分析各参数影响的显著性,确定各因素的优化组合.结果表明:辊缝值对外径椭圆度、壁厚不均度和轧制力矩的影响最为显著,脱离角的影响居于次位,而脱离比对外径椭圆度、轧制力、轧制力矩的影响最小.根据影响规律获得较优参数组合:脱离角35°、脱离比2.25、过渡圆角半径5mm、辊缝值35 mm.对比仿真结果,优化后的钢管尺寸精度较优化前有明显提高.     

无缝钢管定减径过程的有限元模拟

利用非线性有限元分析软件MSC．Marc对无缝钢管连轧工艺中的定减径过程进行了有限元模拟,分析了变形过程中金属的流动、管子的变形以及轧制力的变化等规律,得到了定减径过程中应力与变形的分布与变化以及各个轧制道次和最终成品管的结构形状,并通过实验的结果验证了所建立的钢管定减径过程有限元分析模型的正确性。研究的结果为生产实际提供了有益的依据。     

工艺参数对多楔同步轧制铁道车轴应力的影响

轧件内部横向应力和剪应力是影响楔横轧多楔同步轧制的铁道车轴质量的关键因素之一.基于多楔轧制旋转条件理论,采用Ansys/Ls-Dyna有限元软件,对多楔同步楔横轧轧制铁道车轴成形过程中,工艺参数对横向应力和剪应力的影响规律进行了系统的研究,并对计算模型进行了试验验证,获得了工艺参数对楔横轧多楔同步轧制的铁道车轴应力的影...     

不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证

皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.      

斜轧锚杆轧制压力影响因素分析

在斜轧锚杆的轧制过程中,工艺参数与轧制力之间存在着密切而复杂的关系。对斜轧锚杆进行有限元模拟,根据模拟结果对斜轧锚杆轧制力的影响因素进行了较全面系统地分析,并综合分析了各影响因素对轧制力影响的主次。     

中厚板轧制过程的有限元仿真研究

本文采用了MSC MARC2005有限元分析软件包建立了中厚板轧制的有限元仿真模型,通过接触分析的方法对中厚板的轧制过程进行了三维模拟仿真,并对不同压下量轧件轧后变形及应力分布做了分析,结果表明与实际轧制参数基本一致。     

工艺参数对楔横轧无台阶端头轧件料头体积损耗影响规律

采用DEFORM-3D软件对无台阶端头轧件的成形过程进行了有限元数值模拟,并结合二次回归正交旋转组合设计法,研究了各工艺参数对无台阶端头轧件料头体积损耗的影响规律,得到了轧件料头体积的回归方程.研究表明,轧件的料头体积与轧制长度成正比,与展宽角成反比,在模具设计允许的条件下,宜选用较小的展宽角.通过轧制实验,验证了回归方程的可信度和影响规律的正确性.      

棒材多道次轧制过程数值模拟

以棒材轧制过程为研究对象,运用Marc商用有限元软件建立了典型孔型下的棒材多道次轧制模型。通过数值模拟得到了金属变形规律、温度场及力能参数等。模拟结果不仅可以深入分析轧件金属在各种孔型中的变形机理,还可以为实际生产和工艺优化提供有效参考。     

H型钢轧制热力耦合有限元模拟分析

H型钢轧制是典型的非线性塑性大变形过程。以HN600×200规格的H型钢轧制为例,结合H型钢轧制原理和特点,利用有限元分析软件建立H型钢轧制热力耦合分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了H型钢轧制过程中金属流动的分布规律、轧制力能参数的大小及变化。研究结果为H型钢轧制的有限元模拟分析和生产实践提供一定的参考。