关于板带轧制变形粘着区长度的计算

在金属压力加工过程中，接触表面上可能存在两种区域：滑动区和粘着区。本文分析了粘着区产生的原因，并首次尝试应用摩擦学中的预位移原理计算了板带轧制变形粘着区的长度。计算结果与前人的实测结果基本吻合。     

热精轧铝带轧制力分布的数值模拟

根据热精轧工艺特点，把铝带轧制变形区三维应力模型和热精轧变形抗力模型相结合，对常用的几种牌号的铝带在热精轧时变形区轧制力分布进行了数值模拟，通过与实测值比较，两者基本吻合，表明数值模拟的结果是可信的。     

主应力法计算蛇形轧制的轧制力

使用主应力法建立蛇形轧制过程中轧制力与轧制力矩的解析预测模型。将解析模型的计算结果与实验结果进行比较,验证了解析模型的准确性。运用该模型对蛇形轧制过程中不同的异速比、轧辊偏移距离、压下量和摩擦系数对轧制力和轧制力矩的影响规律进行研究。同时研究"搓轧区"对轧制力和轧制力矩的影响。结果表明,异速比的增大将导致"搓轧区"的增大,从而使轧制力和上轧辊轧制力矩减小,下轧辊轧制力矩增加。当异速比增大到速度较大的轧辊带动速度较小的轧辊时,慢速轧辊的轧制力矩将变为负值。轧辊错位距离的增大导致"搓轧区"减小,从而导致轧制力增加,上、下轧辊轧制力矩减小。压下量的增加导致"搓轧区"的减小,从而导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩的增加。轧辊与轧板之间摩擦系数的增加使"搓轧区"减小,同时导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩同时减小。研究为蛇形轧制在超大厚度板材制造中的应用,提供了理论基础。     

极薄带最小可轧厚度研究新进展

最小可轧厚度是轧制理论中的一个经典问题,轧件厚度逐渐减小到接近一个极限,而不能再继续减薄。异步轧制引入了异速比的概念,轧件因上下表面摩擦力不同而产生搓轧作用,使金属更容易变形,此时是否还有最小可轧厚度需要进一步研究。实验发现,搓轧区比例是影响最小可轧厚度的关键参数,在此基础上推导了异步轧制条件下的最小可轧厚度新公式。并指出接近全搓轧时,最小可轧厚度可趋近于0;是否能达到,取决于轧制过程是否因裂纹、孔洞、褶皱等原因导致的断带而终止。     

铌微合金化高碳钢四机架精轧的数值模拟

针对Nb微合金化高碳钢,建立了材料的本构关系数据库,并根据现场情况计算了热边界条件。采用热力耦合的弹塑性有限元法模拟高速线材精轧区四机架精轧过程,分析了轧制过程各道次轧件的轧制力和应力应变场、温度场的变化情况及影响因素。对于轧件温度,计算值与实测值吻合得较好。模拟结果对优化轧制工艺有参考价值。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

轧制工艺对X70钢级管线钢钢板板形的影响

为改善X70钢级管线钢的轧制板形,在不采用弯辊力和辊型控制的情况下,研究轧制工艺对轧制板形的影响,在轧制道次压下率、轧制力和轧制速率等方面进行优化,从而获得良好终轧板形。分析认为:精轧道次轧制力均匀分配时,钢板强度较低,低温冲击韧性较差,精轧时易出现浪板;合理分配精轧末3～4道次轧制压下率,有利于减少分配的轧制力和凸度波动,获得良好的板形;适当降低轧制速率,可降低变形抗力,使钢板的变形更均匀,也有利于减少浪板。     

铁素体热轧轧制力模型的改进

为了实现ＩＦ钢铁素体区热轧,通过对宝钢２０５０ｍｍ热连轧机轧制力预测模型的分析,并结合实验结果,对精轧轧制力模型进行了改进。改进后的模型对温度采用了分段处的方法,并引进了静态软件影响参数,使铁素体区轧制力预测精度显著提高。     

工程法与滑移线场组合解析立轧轧制力

提出以工程法与滑移线场组合求解粗轧过程立轧轧制力的方法。基于立轧的变形特点,绘制出经立轧道次后轧件塑性区的滑移线场,根据立轧中狗骨区滑移线场的几何特点,确定了立轧后塑性区的最大深度。然后应用工程法在轧件塑性区域内建立力平衡微分方程并联解屈服条件得出立轧轧制力的解析解,并对此立轧轧制力模型的物理意义进行分析。使用有限元模拟对立轧变形规律进行总结并与组合解法解得的立轧轧制力模型进行比较,误差较小,验证了此轧制力模型的物理意义。将建立的力学模型预测的轧制力与实测数据比较,误差不超过10%。     

二十辊轧机轧制力动态预设定模型研究

针对某厂二十辊森吉米尔轧机生产不锈钢时存在非稳态过程轧制力设定偏差较大,带钢厚度超差段较长的问题,建立了摩擦因数数据库,采用迭代反算方式计算摩擦因数并存于数据库,在轧制力计算时提供摩擦因数;然后在机组原有ALSTOM轧制模型及Bland-ford公式的基础上,考虑了弹性区和温度变化的影响,建立了轧制力动态预设定模型,可在AGC投入前进行动态计算,时间间隔为1.5s;设定结果与实测数据比较表明,相对误差基本在±3%以内,厚度偏差2%以上的长度控制在5m以内,实现了森吉米尔轧机生产不锈钢时轧制力的精确设定。     

带钢热连轧过程轧制力三维有限元模拟

在现代计算机控制的带钢生产中,轧制力的设定极其重要.根据宝钢轧制力模型和现场实测数据,结合热连轧过程中带钢三维变形和热力耦合的特点,应用DEFORM-3D软件建立了带钢热连轧前两个道次的有限元模型,模拟了热连轧过程中两个道次的轧制力变化,并与宝钢模型计算值和实测值进行了对比.结果表明,有限元法计算的轧制力与现场实测数据接近,两者误差在5.0%以内,同时有限元法的计算精度高于宝钢轧制力模型,特别是在第一道次,轧制力计算精度高出4.0%,该模拟为现场轧制工艺参数的调整优化提供了重要的参考价值.     

基于GA-PELM的板材热连轧轧制力预测

在板材热连轧过程中,轧制力的计算精度直接影响板带钢的实际厚度,也是实现精准在线控制的前提.然而,由于实际的轧制过程受多种因素影响,使用传统模型进行预测的精度往往比较低.为了提高轧制力的预测精度,提出了并行异构极限学习机(PELM)的轧制力预测模型,该模型学习速度快且泛化能力强,同时为了保证模型的稳定性,采用遗传算法(G...     

应用综合仿真模型构建H型钢轧制力公式

在多道次H型钢孔型轧制过程中,由于轧件变形情况非常复杂,采用现有理论方法不能准确计算轧制所需力能参数。但是制定合理的规程必须较准确地确定轧制力的大小。故此,本文通过编写PYTHON程序实现单元重构,通过编写VUMAT、USDFLD等用户子程序分析变形过程中微观组织的演变,从而在ABAQUS环境中构建了适合于对多道次型钢轧制过程的有限元综合仿真模型。利用该模型对Q235材料H型钢多道次粗轧过程进行了四因素三位级的虚拟正交实验,研究影响其轧制负荷的主要因素,建立了经验公式。     

变截面零件辊锻过程数值模拟优化

采用美国MARC公司的MSC／superform软件对叶片辊轧工艺进行了数值模拟。模拟建立两种有限元模型——对称模型和非对称模型，在两种模型下分别分析了坯料与轧辊之间的摩擦系数对中性角的影响，得出中性角随摩擦系数增大而增大，前滑区变形金属随之增多。反之，摩擦系数过小影响坯料的正常咬入，出现打滑现象。模拟结果显示摩擦系数取0．3为最佳选择。在不同模拟模型下不同型槽内变形区金属的流动情况不同。非对称型槽成形的工件由于上下表面金属流动速度不同，出现弯曲现象；对称型槽成形的工件较平直。因此，为保证叶片的成形质量，设计选用对称型槽形式。通过数值模拟优化设计工艺参数，为叶片辊轧工艺的制定提供依据。     

攀钢1 220 mm冷连轧机轧制力模型参数自学习分析

在冷连轧过程控制中,影响轧制力模型预报精度的主要因素是材料的屈服应力和摩擦系数。攀钢1 220 mm冷连轧机屈服应力模型通过机架屈服应力自学习、材料等级屈服应力自学习以及材料类别屈服应力补偿来确保屈服应力模型的计算精度。为提高摩擦系数模型的计算精度,除了在模型中充分考虑轧制速度、轧辊粗糙度及轧辊磨损等影响因素外,还引进了低速摩擦系数的自学习形式。另外,攀钢1 220 mm冷连轧机轧制力模型针对特定的轧制条件分别采用调整屈服应力和摩擦系数的自适应学习方法,在实际应用中能够迅速提高轧制力模型的预报精度。     

板带轧制在线控制模型的研究

为解决板带轧制高速高精度在线模型问题,文章基于能量变分原理,研究了一种快速数值算法。该法将变形区划分为有限离散单元,考虑剪切变形作用,建立了高速计算模型,在平面变形条件下实现了对轧制力的仿真。计算结果与实测值、Marc有限元计算结果有很好的吻合。通过对某厂五机架冷连轧的分析,模型可在0.3s内完成全部计算。该算法对深入研究冷热态连轧过程在线控制具有重要实际意义。     

无缝钢管斜轧单位轧制压力计算

基于斜轧工艺变形特点及斜轧轧制空间关系,采用工程塑性力学方法,建立斜轧轧制单位压力的解析计算方法。分析斜轧空间结构和变形特点及斜轧变形区内变形特征断面的几何关系、变形特征断面内变形单元切块的应力状态,建立变形单元切块的应力微分方程,并求解出斜轧变形区轧制单位压力的计算公式,最后用实例验证轧制单位压力的计算公式。该解析计算方法可用于一般斜轧轧制力能参数的计算,并对斜轧变形进行应力、应变分析。     

基于BP神经网络的带钢冷轧摩擦模型

建立了BP神经网络摩擦模型，并用遗传算法优化了BP网络的结构参数和初始值。模拟计算结果表明，BP网络摩擦模型的精度比原回归摩擦模型的精度有显著提高，可以使轧制力预测的平均RMS误差由3．98％降低到2．23％．轧制功率预测的平均RMS误差由4．57％降低到3．23％。     

An experimental investigation on the deformation behavior during wire flat rolling process

In the present study a laboratory flat rolling machine is utilized to assess the deformation behavior of low and high carbon steel wires in wire flat rolling process. The effects of friction coefficient, rolling reduction and roll speed on rolling force and deformation behavior of the wires are experimentally investigated. It is found that the roll speed affects considerably the rolling force but a negligible effect on deformation behavior. It is noted that by increasing the roll speed, the rolling force may decrease or increase depending on the magnitude of the roll speed. Also, the deformation behavior of the wires in flat rolling is formulated. A relationship is developed for calculating the width of contact area between the wire and rolls as a function of rolling reduction. This relationship depicts that the width of contact area is proportional to square root of rolling reduction. Furthermore, two relationships are derived to predict the spreading of the wires after flat rolling. It is found that the relationships are applicable for both the low and high carbon steel wires.