PC轧机辊系的三维建模与有限元分析

采用三维有限元法(ANSYS)建立PC轧机辊系的模型,并分析了PC轧机在不同工况下辊系弹性变形与工作辊/支撑辊的接触压力.计算结果表明,影响PC轧机轧件截面形状的主要因素是对辊交叉所产生的等效辊凸度.文中采用的建模与分析方法与其它方法相比,计算结果更为精确、可靠.     

六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程变形研究及应用

针对工业现场热带钢轧机粗轧段立辊侧压调宽轧制的工艺特点,利用ANSYS／LS—DYNA建立了精确的立辊-水平辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算了不同工艺条件下轧件的变形,重点分析了横截面形状（“狗骨形”）变形特点和宽展变形特点,所建模型及计算结果已应用于粗轧段自动宽度控制（AWC）程序预设定值,应用效果良好。     

六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制弯辊力模型

为满足新一代高技术冷连轧机宽幅电工钢薄板等高端板材“Dead flat”矩形断面超平材超高板形质量要求,采用显式动力学有限元法建立六辊冷连轧机一体化仿真模型,利用现场工业轧制试验数据验证有限元模型的准确性,定量分析电工钢完整轧制过程中不同轧制因素对有载辊缝凸度的影响规律;基于6辊UCM冷轧机板形控制机理和课题组自主设计的EDW-N(Edge Drop Control Work Rolls for Non-shifting of the Work Rolls)工作辊非窜辊辊形建立六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制的弯辊力数学模型;由有限元仿真与现场工业轧制试验结果确定了六辊冷连轧机电工钢矩形断面控制弯辊力数学模型的参数,并验证了其准确性;某大型1 420 mm六辊冷连轧机生产应用现场连续检测反馈数据表明：取得电工钢高精度出口凸度均值C15≤7μm的比例从38.58%提高到67.74%的显著生产实绩,充分发挥了六辊冷连轧机的高精度板形控制能力,可在很大调节范围内对板形质量进行调控,为解决无工作窜辊的6辊UCM冷连轧机宽幅电工钢薄板矩形断面控制瓶颈难题提供了解决方案和实现路径。     

锥端支承辊对带材截面形状的影响

对四辊轧机锥端支承辊的使用特性进行了分析,结果表明与一般带凸度的支承辊相比,带钢截面形状更为平直从而改善了产品质量。本文采用特殊的求解接触问题的有限单元法对辊系的变形进行了计算,结果与实测值吻合。     

板带冷轧过程三维弹塑性有限元模拟

在总结以往板带冷轧有限元分析的基础上,综合考虑了轧辊和轧件的接触与耦合变形问题,采用改进的离散化方法,建立了四辊三维弹塑性板带冷轧计算模型.利用所建立的模型对带钢轧制过程轧件的残余应力、变形以及张力对板凸度和压下量的影响进行了模拟分析,模拟结果与实验结果的比较证明所建立的模型是正确的.研究方法与结果为有限元技术在板带冷轧研究方面的应用提供了一条有效途径.     

CVC四辊轧机板形控制解析解耦模型

ＣＶＣ四辊轧机工作辊辊抽动与工作辊弯经作用关系的解耦。对实现理想的板带平地度控制是十分重要的,通过对辊缝形状的解析分析,建立了一个明确表示工作辊一动力 弯辊作用的解析解耦模型,可用于ＣＶＣ四辊轧机板形成线控制。     

UC轧机中间辊非对称弯辊改善辊间压力分布

为了改善UC轧机辊间压力不均匀分布问题,采用中间辊非对称弯辊系统替代原有对称弯辊系统.应用影响函数法计算辊系变形,同时考虑辊缝中金属横向流动对带钢出口张力横向分布的影响,通过迭代方法计算出中间辊两端施加不同弯辊力后的辊间压力分布、出口厚度横向分布与出口张力横向分布.理论分析和实际应用结果表明,中间辊非对称弯辊可以改善辊间压力分布不均,降低轧辊磨损和减少轧辊辊面剥落,且不会影响成品带钢的厚度和板形.     

14辊轧机辊系变形的有限元分析

针对现场应用的14辊轧机,利用三维有限元软件MSC.MARC建立三维辊系弹性变形有限元模型,求解三维辊系复杂变形,分析第一中间辊抽动和中间辊凸度对承载辊缝的影响。研究得出第一中间辊抽动量在0-50mm时,带材边部厚度的调节范围;中间辊凸度与轧后板凸度呈线性关系,即中间辊凸度越大,辊系的横向刚度也越大。     

弯辊和串辊对带钢板形影响

基于有限元软件ANSYS建立了冷轧六辊轧机的三维弹塑性有限元参数化模型。将轧机实体模型转换成有限元模型,根据轧机的工作方式提炼出边界条件和载荷条件,施加在有限元模型上。参数化模型采用ANSYS参数化设计语言APDL编写。通过修改程序中的参数,计算分析了弯辊力、中间辊的串辊量以及带钢宽度等参数对带钢形状和辊缝的影响。计算结果表明:当带钢宽度小于1 300 mm时,调整弯辊力对带钢板形的改变较为明显;当带钢宽度大于1 700 mm时,调整弯辊力对改变带钢板形的作用变得非常小,此时通过连续可变凸度轧辊（CVC）的串辊来调节板形更有效。该结论与冷轧厂实践结论一致。     

薄板冷轧过程中宽展的变化规律及其影响因素

基于金属流动原理,采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟薄板轧制过程,研究轧制力、摩擦系数、压下率对轧件宽展变化的影响。结果表明,摩擦系数越大,轧件宽展也越大;轧件的最大宽展随着轧制力的增加而增大,轧制力对轧件后端部分宽展影响程度较大;压下率增大,轧件宽展随之增大,轧件各部分宽展的不均匀程度也在增加。     

Grain refining of flange plate for welded H section steel made under asynchronous rolling condition

Asynchronous rolling technology was adopted for the accumulated ten passes cold rolling, flange plate steel, and for welded H section steel, respectively. The metallographic microstructure analysis, tensile test and annealing test were carried out for cold rolled pieces; thus the ratio of length to width of grain, tensile strength, relationship between the grain size and asynchronous rolling process parameters after annealing can be obtained. The experimental results show that the relationship between the asynchronous rolling and the shearing deformation of rolled pieces can make a reasonable interpretation of the mechanism that asynchronous rolling may improve the strain accumulated energy of rolled pieces and the strength of flange plate steel. This paper provides a theoretical basis for the application of asynchronous rolling in improving the strength of flange plate steel.     

轴类零件楔横轧三维数值模拟

利用Pro/E建立楔横轧模具和轧件的三维参数化模型,将其导入ANSYS/LS-DYNA有限元软件中,建立楔横轧轧制阶梯轴的有限元模型,对轴类零件楔横轧成形过程进行了三维数值模拟,得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息,为研究其他零件的轧制成形机理及变形规律提供了参考和理论依据.     

轧钢车间加热炉温度补偿控制系统的设计与分析

炼钢厂轧钢车间对工件轧制前，先要将工件加热到一定温度，因此加热炉是一个大滞后和大惯性对象，为了提高系统的动态品质，本设计采用具有增益自适应补偿的多点温度平均值控制系统来补偿系统动态特性。     

Influence of external constraint and rolling geometry on deformation banding of copper single crystals with {123}<634> orientation

In order to further understand the similarity and difference between deformation mechanisms of single crystals and poly-crystalline materials, the influence of external constraint and rolling geometry on the deformation behaviour of copper single crystals with {123}<634> orientation was investigated by embedding them into metal frames of different strengths. The metal frames were made of aluminum and mild steel, respectively. The results show that the deformation banding degree of the crystal increases with the strength of metal frame and shear strain. For the crystals rolled under lower γg (γg is the ratio of the geometrical redundant shear strain to the normal rolling strain), the deformation is homogeneous. For the crystals rolled under higher γg, the deformation is extremely inhomogeneous. The deformation is more homogeneous in the crystals rolled in steel frames than that rolled in aluminum frames. The S-orientation is more stable in the crystals rolled under lower γg than that rolled under hig     

Influence of hot rolling conditions on the mechanical properties of hot rolled TRIP steel

Influence of hot rolling conditions on the mechanical properties of hot rolled TRIP steel was investigated. Thermomechanical control processing （TMCP） was conducted by using a laboratory hot rolling mill, in which three different kinds of finish rolling temperatures were applied. The results show that polygonal ferrite, granular bainite and larger amount of stabilized retained austenite can be obtained by controlled rolling processes. The finer ferrite grain size is produced through the deformation induced transformation during deformation rather than after deformation, which affects the mechanical properties of hot rolled TRIP steel. Mechanical properties increase with decreasing finish rolling temperature due to the stabilization of retained austenite. Ultimate tensile strength （UTS）, total elongation （TEL） and the product of ultimate tensile strength and total elongation （UTS×TEL） reaches optimal values （791 MPa, 36% and 28 476 MPa%, respectively） when the specimen was hot rolled for 50% reduction at finish rolling temperature of 700 ℃.     

中碳钢楔横轧轧制过程及组织性能研究

采用有限元方法对两种不同温度下三辊楔横轧中碳钢棒材的轧制过程进行了数值分析,分析了轧件横截面上温度及等效应变的分布规律,并通过实验研究分析测定了截面上不同位置处的显微组织及硬度分布。结果表明：轧件等效应变等值面在轧件横截面上呈环状分布,由心部向外变形程度逐渐增大;轧制过程中轧件内部存在明显的温升,大约在轧件1/2半径处温升最明显;轧件典型组织为珠光体与先共析铁素体,且从心部到表层组织逐渐变细。同时发现轧件外表层有产生脱碳,其组织为铁素体。     

轴端长度对楔横轧阶梯轴成形光轴端面质量的影响

随着楔横轧工艺的不断创新与产品范围的进一步扩大,阶梯轴楔横轧成形光轴时,由于金属流动的不均匀性导致轴端长度直接影响着轧件轴端质量,从而降低产品的材料利用率。为探明其影响规律,提高轧件端部质量与楔横轧的材料利用率,本文通过DEFORM-3D有限元软件,采用数值模拟与轧制实验相结合的研究方法,对楔横轧阶梯轴成形光轴的轧制过程进行有限元模拟,通过分析轧制过程中的应力场、应变场及特征点,揭示轧制过程金属流动规律,阐明轧制过程变形机理;在此基础上,采用交互正交试验设计轴端长度、台阶倾角、台阶长度、断面收缩率4个工艺参数,分析这些参数对轴端凹心的影响关系,即凹心值与轴端长度、台阶倾角成负相关,与台阶长度、断面收缩率成正相关,且随着坯料轴端长度的减小最终轧件端部凹心逐渐增大。应用统计数据软件SPSS 22.0拟合获得各工艺参数与轧件端部质量的关系方程式,以凹心值为零为目标,获取了最优轴端长度对端部质量的影响方程式。通过轧制实验与模拟对比分析,获得的轧件形状和最终的端部凹心值基本一致,进一步验证了模拟分析的可靠性。本文获得的公式与端面质量的影响规律,可以有效地从理论上提高轧件端部质量,确定闭开联合楔横轧闭式轧制轴端长度,实现楔横轧无料头近净成形。