热轧钢板矫直工艺的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对热轧钢板矫直工艺进行模拟,研究了钢板同一初始状态下采用两种不同矫直工艺参数模拟后的结果,以及在同一矫直工艺参数下对钢板施加不同初应力载荷的模拟结果.探讨了钢板矫直过程中残余应力的变化情况以及矫直工艺参数与钢板残余应力的关系.模拟结果表明:在矫直过程中钢板表面都要经过拉一压-啦一压-拉的反复弯曲过程;对于纵向残余应力分布不均的通过模拟矫直能够达到明显的改善,并且在上矫直辊增加凸度值对消除横断面上的内应力分布不均是非常有效的.     

基于曲率积分的Q235/S304复合板矫直压下量分析

根据弹塑性弯曲理论,利用曲率积分理论进行压下量的计算。建立双金属复合板在矫直过程中的三维动态有限元模型,通过仿真分析复合板在矫直过程中不同压下规程下纵向位移的变化规律以及对残余应力的影响。研究表明,矫直过程中,初始道次消除部分初始浪形,适当增大后续道次的反弯会很大程度上减小矫直后板材的凸度,板材残余应力较小且分布较均匀,矫直后复合板材的平直度符合国家标准。     

钢轨残余应力研究

采用切割法,用应变片测定了钢轨纵向残余应力.并研究了主要工艺因素如冷却,矫直方式(立矫、卧矫),矫直次数,矫直变形量以及淬火等对钢轨残余应力的影响.试验结果表明,钢轨轧后冷却过程中产生的残余应力主要由热应力造成,其值不大.普通轨中的残余应力取决于矫直过程.增加矫直次数不会增加钢轨中的残余应力.矫直过程产生残余应力的机理是复杂的,除弯曲变形外,还必须考虑沿钢轨轴向产生的缩短变形.全长淬火轨经卧矫后,在轨头踏面仍保持了较大的压缩残余应力,这对于提高钢轨的疲劳强度是有利的.     

高强度中厚板辊式矫直策略分析

以开发厚规格、高强度品种钢过程中频繁出现的矫不平现象为背景,采用弹塑性差分的曲率积分方法,研究了高强度钢板矫直过程中塑性变形率、残余曲率和矫直力的变化规律,分析得出额定矫直力和塑性变形率是制约高强度钢板矫平的主要因素.针对矫直能力小的矫直机提出采用增加矫直道次、改变矫直辊距以及静压矫直三种方法来解决高强度钢板矫不平问题的矫直策略.现场实践证明静压矫直方法能够矫直传统矫直不能矫的高强度板材.     

冷轧变形量和退火对双相高强度钢DP780应力分布的影响

860℃终轧水冷的3 mm双相钢DP780热轧板(/%:0.09C,0.17Si,1.94Mn,0.009P,0.003S,0.23Cr)分别经单道次压下率1.0%和6.0%冷轧至1 mm板,并经780℃5 h退火处理。利用X射线衍射法及剥层法分别分析了双相高强度钢DP780不同单道次压下率冷轧后和退火后的表层残余应力及厚度方向上残余应力的分布。实验结果表明,单道次压下率对双相钢DP780应力分布影响较大,道次压下率为6.0%时表层残余应力值较大且随着厚度方向的深入,应力值逐渐减小,道次压下率为1.0%时表层残余应力值较小,且随着厚度方向的深入,应力值先增加后减小,两者在厚度中心位置应力都达到最大压应力。退火可以显著减小残余应力,1.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了50%,6.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了75%,两者在退火完成后厚度方向残余应力分布规律基本一致。     

中厚板矫直规程的计算模型及其优化设定

为了有效控制中厚板矫直板形和发挥矫直机生产能力,提出了中厚板矫直规程计算模型及优化方法.依据钢板的钢种和温度得到材料的屈服应力,在不同厚度和屈服应力条件下基于实际生产经验进行矫直规程预设定,一并给出了预设定方案中各道次模型计算的初始值,在矫直规程模拟器中,运用迭代计算方法,得出优化的矫直规程,此矫直规程满足最终残余曲率和力能要求.     

九辊矫直机钢板矫直工艺的有限元模拟研究

通过建立的有限元模型,研究了22 mm Q345钢板(/%:≤0.20C、≤O.55Si、≤1.70Mn、O.02～O.15V、0.015～0.060Nb、0.02～O.20Ti)在9辊矫直机矫直时首辊与尾辊的位置对钢板平直度和表面残余应力的影响,得到钢板不平的位置集中在尾部。1~#辊和9~#辊在高度上的自由调节,可以保证钢板出矫直机时不会出现上弯或下弯。钢板的上表面残余应力比下表面低,延钢板长度方向,钢板表面残余应力呈现尾部高、头部低的状态。     

钢轨的矫直及其对性能的影响

通过钢轨静态棍矫模拟试验及一, 二次矫直钢轨的性能对比试验、残余应力等研究、探讨矫直对钢轨性能的影响。结果表明,钢轨在矫直过程中发生大面积屈服、立矫与卧矫有不同的应力状态:二次矫直降低了钢轨的抗疲劳能力,从微观机制上探讨了二次矫直对钢轨性能的影响。     

宽厚板预矫机负扭矩分析

宽厚板七辊预矫机是提高板带平直度、均匀或减小残余应力分布的重要环节,其矫直水平直接决定了产品质量.以宽厚板实际变形情况为背景,通过研究材料变形与各道次下的弯曲曲率及弯曲挠度之间的关系,对负扭矩的产生原因进行了分析;与此同时采用应变电桥法对七辊预矫过程中传动轴扭矩测试信号进行了分析,并通过有限元模拟进行对比分析.研究结果表明:负扭矩的产生是由于集中驱动所提供的同一转速与压弯量不同形成的不均一速度,二者无法适应引起的;负扭矩导致各个辊负载扭矩重新分配,最终对矫直辊面造成损伤;并在此基础上优化矫直工艺参数,将第二台电机的转速提高30％后,6号辊负扭矩现象得到缓解,3号和5号辊扭矩剧增现象得以消除,矫后板平直度得到改善,矫后残余应力分布更加均匀.     

大电机轴残余应力和矫直应力的监测及分析

用X射线法监测5000kW电机轴的残余应力的矫直过程中的流动应力。 残余应力部份:在对事故后的电机轴受力及变形情况初步分析的基础上,选择测试点,对数据进行整理分析,得出下列结论:电机轴轴颈弯曲,严重的偏向一侧。造成一侧的抗应力达257MPa,另一侧压应力为131MPa,呈现高水平的残余应力状态。矫直应力监测部份:采用持续加载,持续监测的方法。在原来测量残余应力的对应点,作了矫直前的初始态调查。并选择矫直监测的关键点,结果表明:当加载到70吨时,轴发生明显变形,以后持续加载产生应变强化,测试数据曲线反映出明显规律,加载到140吨时将达到理想的矫直效果。 本文结合测试数据,着重分析讨论了:(1)矫直过程中应力的监测与预测推断。(2)矫直过程中轴的受力状态和变形。(3)矫直过程中的间断性重复加载和由此产生的过应变和滞后现象。(4)应变强化和残余应力。     

重轨矫直残余应力有限元模拟研究

通过建立60 kg/m重轨水平矫直有限元模型,模拟研究了矫前弦高、矫直压下规程对重轨矫后残余应力的影响,研究结果表明:重轨矫后残余应力随着矫前弦高的增加而增大,在工业生产中制定合理的预弯曲线能够降低矫后残余应力;减小R6、R8水平辊压下量,重轨在Ⅵ、Ⅶ水平矫直变形区产生较小的弹塑性变形,有利于降低重轨矫后残余应力。     

45钢中厚板矫直过程温度场有限元模拟及残余应力分析

运用有限元软件ABAQUS建立了中厚板矫直过程三维热力耦合温度模型,通过对45钢中厚板的模拟仿真计算和分析,得出初始温度520℃的20 mm板和初始温度605℃的55 mm板矫直过程纵向、横向和厚度方向的温度分布和变化,并分析了20 mm板初始温度420～620℃、55 mm板初始温度505～705℃原始曲率0.07～0.20时钢板矫直初始温度和原始曲率对矫直后钢板残余应力的影响。计算结果表明,矫直前温度越低,原始曲率越大矫直后残余应力越大;520℃20 mm板矫直后温度为505.4℃,矫直力为2 161.69 kN,605℃55 mm板矫直后温度589.3℃,矫直力4 565.49 kN,其实测值分别为507℃,2 272.93 kN和591℃,4 397.94 kN。说明计算值误差较小。     

套管残余应力研究

研究了套管在不同工艺条件下的残余应力分布特点,通过保证较高的矫直温度,严禁冷矫直,配合合理的定径工艺,可以获得满意的残余应力分布.     

H型钢矫裂探析

通过对H型钢矫直过程中的金相组织、矫直压力大小对轧件产生的残余变形与残余应力的分析,以及轧制过程与冷却过程对矫直的影响,从而找出H型钢矫裂的原因.     

Q390高强抗震钢板残余应力检测方法对比及分析

利用盲孔法、X-Ray法、中子衍射法和超声法对Q390高强抗震板及U形弯曲件进行残余应力检测,并对这4种方法测试得到的应力结果进行分析研究。结果表明,以上4种检测方法均要考虑其特定的检测应用范围,X-Ray法针对钢板表面下微米级深度的微米级晶格尺度范围局部点应力进行检测,中子衍射法可在毫米级尺度局部区域进行应力检测,盲孔法反映的是因毫米尺度钻孔导致的钢板表面孔周边的应力变化,超声法则可以通过连续扫描检测整个钢板残余应力的宏观分布变化。因此,对于工业钢板,超声法测试残余应力更加科学、合理、准确。同时,通过U形试样建立稳定的应力应变场,利用超声设备使用不同参考态对Q390高强抗震板弯曲件及退火弯曲件进行测试,结果表明,测试参考态的选取对应力测试结果影响很大,材料各向异性的影响对应力测试结果不可忽视。     

H型钢矫裂的探析

通过对H型钢矫直过程中的金相组织、矫直压力大小对轧件产生的残余变形与残余应力的分析，以及轧制过程与冷却过程对矫直的影响，从而找出H型钢矫裂的原因。     

316Ti不锈钢钢管残余应力分析

用钻孔贴应变片法对316Ti不锈钢管进行残余应力的测量;研究比较了冷轧态、退火态、冷矫直状态对残余应力的影响。试验结果表明:316Ti不锈钢钢管经冷轧加工其残余应力增加到接近屈服强度;经固熔热处理材料的残余应力明显下降,但因冷却及材料内部组织不均匀仍存在周向压应力;矫直变形会增加316Ti不锈钢钢管的残余应力,周向因矫直变形,表面压应力消失;Φ25.0 mm×2.0 mm规格小管热处理冷却过程中弯曲度大,因此矫直后残余应力增加较大。     

辊式矫直机矫直过程有限元仿真

建立了辊式矫直机的有限元模型,对其矫直过程进行动态有限元仿真。对不同规格的钢板分别进行仿真,将模型中的压下量按实际参数设定,并将其计算结果与实际情况进行比对,检验了模型的可靠性。对其残余应力分布进行分析,得出消除板坯翘曲必须控制长度方向上节点之间的纵向残余应力差值的结论。建立的辊式矫直机的参数化模型,能够方便地调整矫直工艺参数,并对其矫直效果进行分析,对辊式矫直机工艺参数的设定具有一定的指导意义。     

高强韧性钢板矫直工艺的研究与应用

本文介绍了济钢中板厂针对高强韧性钢板比例增加的现状,对矫直设备能力及工艺进行了分析,实施了大压下量矫直方案,并对矫直力进行了校核,优化了矫直速度与矫直道次的匹配,形成了高强韧性钢板的矫直工艺。     

中厚板横向残余应力控制对策研究

分析了中厚板轧件常见的板形缺陷问题及其产生的原因,建立了轧件在矫直过程中横向残余应力计算的解析模型并进行了数值求解;建立了3维接触有限元模型并进行了模拟计算,验证了解析法与有限元法计算结果的一致性,以此为基础研究了中厚板矫直横向残余应力的消减趋势、规律和控制策略,研究结果表明：加大压下量有利于减小残余应力,轧件断面的最大塑性百分比控制在70%～80%为宜。