摩擦系数对宽厚板轧制宽展影响的数值模拟

采用有限元软件MSC.MARC,建立了宽厚板轧制过程三维热-力耦合有限元模型。利用上述模型对实际宽厚板轧制过程进行模拟,对比模拟宽展和实测宽展,证明了模型的可靠性。通过对4种典型尺寸轧件轧制过程的模拟,得到了摩擦力和摩擦系数在接触弧上的分布规律,以及摩擦系数与轧件边部形状和平均宽展对应的变化规律。结果表明,轧件自由表面处宽展量随摩擦系数的增大而减小,厚度对称面处宽展量随摩擦系数的增大而增大,而轧件的平均宽展量随摩擦系数的增大而减小。当板坯宽度减小、压下量增大时,随摩擦系数增大,平均宽展量减小的趋势更明显。基于以上模拟结果,将摩擦系数对宽展的影响规律引入芝原宽展计算公式,修正后公式计算结果与模拟结果符合较好。     

1420mm六辊UCM冷连轧机边部减薄特性仿真分析

以某1420 mm五机架冷连轧镀锡基板生产机组为研究对象,利用Marc大型有限元软件平台建立了六辊UCM轧机轧制过程三维非线性仿真模型。通过数值模拟,深入研究了带钢边部减薄的重要影响因素,并系统分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移等板形控制手段对带钢边部减薄的调控特性,从而为辊型优化设计和边部减薄控制提供了理论基础和参考依据。     

大压下率对连轧驱动等通道转角大应变技术的影响

采用有限元软件DEFORM-3D模拟了连轧驱动等通道转角大应变技术,研究了大轧制压下对大应变技术的影响。结果表明,当摩擦系数低(0.12)时,工件与轧制轮之间出现打滑现象,在转角变形区出现沿弯曲通道向上位置的镦宽现象;在摩擦系数过高(0.5～0.7)时,进入弯曲通道,出现明显的轧宽现象,在出口通道处,工件出现破损现象;在摩擦系数适中(0.3)时,工件变形流畅,工件在出口通道内未填满通道宽度。随着轧制压下率增大,有效应变增大,但能耗增加。     

热轧带钢边部减薄解决对策

分析了唐山建龙简舟钢铁有限公司热轧中宽带钢边部减薄的特征,提出了采用曲线辊轧制、精确调整入口导卫开口度、优化轧辊冷却等解决措施,使边部减薄比例由14.94%降至5.98%     

热连轧带钢立-平辊多道次轧制热力耦合三维有限元模拟

对热连轧Q345B窄带钢精轧立-平辊多道次轧制进行了三维热力耦合有限元模拟,分析了轧制过程中轧件温度场、等效应力-应变场及轧件表面特征点流动规律。结果表明,模拟计算的带钢断面中心点温度及平轧各道次稳态轧制压力与实测值吻合良好;宽度方向轧件边、角部与中心温差较大是导致边部金属应变不协调,上翻至带钢边部表面的主要原因;轧件角、边部由于冷缩效应存在一定拉应力,会影响轧件角部缺陷的愈合或扩展;采用立辊侧压调宽对轧件边部减薄和翻平宽展可能造成的边部缺陷有明显的改善作用。表面节点位置变化规律可为现场轧制生产中轧件边部缺陷的溯源分析提供便利。     

热带边部减薄及凸度控制技术结合的探讨

热轧带钢生产技术对产品厚度、宽度、凸度和中直度已能较好地控制以后,带钢边部减薄（塌边缺陷）的问题越来越受到重视。通过分析各种轧机机组的特点,认为采用CVC轧机或PC轧机与K－WRS轧机结合的技术,既可以大幅度地控制热轧带钢的凸度和平直度,又能消除边部减薄,在获得高质量产品的条件下,可实现更大的自由规程轧制。     

移动感应加热异温轧制钛/铝复合板的协调变形和力学性能

提出了一种移动感应加热异温轧制制备钛/铝复合板的方法,应用电磁感应单独加热移动的钛板,与室温铝板轧制复合,实现钛和铝的协调变形,提高了复合板的结合强度。采用ANSYS有限元软件模拟移动感应加热过程中钛板的温度变化过程,确保在轧辊入口位置时,钛板沿宽度方向温度分布均匀。基于有限元模拟结果确定钛板移动速度和感应加热参数,并进行了移动感应加热和轧制复合实验,研究了不同压下率对于钛/铝复合板协调变形和结合强度的影响。结果表明：随着压下率的增加,钛/铝变形率差值先减小后增大,当轧制压下率为39.4%时,钛/铝轧制变形率基本一致,轧后复合板平直,界面剪切强度最高,达到124.6 MPa,剪切断裂发生在铝基体上。     

铜板带可逆热轧过程有限元模型的建立和分析

对铜板带可逆热轧过程有限元模型的建立和分析,利用仿真分析的方法对实际生产过程中的轧制过程进行了模拟仿真。模拟分析了不同压下率、轧制温度、轧制速度、摩擦系数等因素对力能参数的影响。为高精高效可逆铜板带热轧机的设计提供了理论支持。可供铜板带可逆热轧机的设计进行参考。     

压下率对AZ31B镁合金管材纵连轧力能参数的影响

基于Deform-3D有限元软件建立了AZ31B镁合金管材纵连轧有限元模型,模拟分析了压下率对轧制力及轧制力矩的影响规律,同时通过试验验证了模型可靠性。结果表明:镁合金管材在稳定区的纵连轧轧制力、轧制力矩均与压下率呈正相关;第二机架所受轧制力在管材被抛出第一机架时明显增大,当压下率为20%及30%时,第三机架所受轧制力矩较第二机架大。     

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 采用ANSYS软件建立了带钢在精轧机入口导板衬板上运动的模型,并根据不同的来料厚度、轧件速度、衬板与轧制线高度值进行动力学仿真分析。分析结果表明,随着来料厚度的增大、轧件速度的增大、衬板与轧制线高度值的减小,带钢受到的作用力增大,衬板受到的冲击力增大。研究结果为导板衬板的改进提供重要参考依据。     

冷轧机轧制过程中的轧辊振动研究

以冷轧机轧辊垂直振动为研究对象,在分析冷轧机振动机理的前提下,建立轧机垂直振动简化模型,运用数值仿真方法,分析了轧制压下量、摩擦系数及辊缝阻尼的轧制工艺参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明:减小轧机压下量有利于提高轧机振动临界速度;增加辊缝摩擦系数有利于减小轧辊的振动位移;增加辊缝阻尼能够有效降低振动幅值。在此基础上提出了抑制冷轧机垂直振动方法为:优化各道次压下量,以使轧制临界速度由1340 m·min-1提升到1520 m·min-1;适当降低乳化液浓度,以使辊缝摩擦系数增大,此调节过程应考虑窜流现象;增设液压衬板减震器或多孔阻尼减震器,以增加辊缝阻尼。     

The initiation and propagation of edge cracks of silicon steel during tandem cold rolling process based on the Gurson–Tvergaard–Needleman damage model

Edge cracking is a commonly observed phenomenon during the cold rolling process of silicon steel, which may cause the rupture of strips in the rolling mill. In this paper the initiation and propagation of edge cracks under the tandem cold rolling condition were investigated by using the Gurson–Tvergaard–Needleman damage model. The damage parameters were obtained from the tensile tests data and the SEM analyses. Different cold rolling experiments were carried out by a non-reversing two-high rolling mill and the experimental results agreed well with the finite element calculation results. Parametric studies were carried out and revealed that the crack propagation increases with the increasing of total reduction, friction coefficient, and unit tension. A bigger work roll is beneficial to reduce the edge crack growth as well.     

铜包铝复合棒材平辊轧制宽展变形行为

对铜包铝复合棒材平辊冷轧时的金属流动进行数值模拟和实验研究.结果表明:由圆断面至扁断面的第一道次平辊轧制中侧边以变形宽展为主;在后续道次的平辊轧制过程中,滑动宽展的影响增大,侧边变形宽展的影响减小;当压下率为13.3%～26.7%时,摩擦因数对铜包铝棒材宽展率的影响较小,而当压下率大于33.3%时,摩擦因数对宽展的影响增大;铜包铝复合棒材的最大轧制压力在轧制入口端,断面上存在一条"X"状的等效应变带.实验结果与有限元分析结果具有良好的一致性.采用合适的轧制工艺,可获得铜包覆层分布均匀、铜铝复合界面无裂纹和分层、表面质量好的扁排.     

冷轧带钢温度演变及影响因素研究

为了探究冷轧过程及轧制工艺参数对带钢温度的影响及演变规律,采用有限元方法对冷轧带钢进行建模,利用温度场反算的方法确定了带钢和轧辊间的传热热流密度,在此基础上通过改变模型参数对带钢温度场进行了模拟计算。结果表明,带钢温度在前4架轧制区呈阶梯式增长趋势,而在末机架出口呈下降趋势;此外,带钢出口温度随轧制速度、道次压下率、摩擦因数、变形抗力等的增加而升高。     

基于自适应遗传算法的冷连轧轧制力模型自学习

为提高轧制力模型的设定精度,以包含冷连轧带钢轧制过程变形区金属塑性变形和入口、出口弹性变形的Bland-Ford-Hill模型作为冷连轧轧制力模型,提出利用改进自适应遗传算法对平均变形抗力和摩擦系数进行寻优搜索,得出满足实际轧制力精度的平均变形抗力和摩擦系数,进而通过指数平滑法计算出平均变形抗力和摩擦系数的自学习系数,实验结果表明,该模型自学习后轧制力的设定精度可以满足在线控制的要求。     

UCMW轧机带钢边缘降的成因分析与控制

带钢边部厚度减薄量是冷轧成品带钢一个重要质量指标。本文以宝钢１５５０ｍｍ ＵＣＭＷ 冷连轧机为研究对象,通过数值仿真,分析了冷轧带钢边部减薄的主要影响因素,研究了１５５０ｍｍ ＵＣＭＷ 冷连轧机配置的Ｋ-ＷＲＳ工作辊的边缘降控制性能,同时对其边缘降控制系统进行了消化分析,对比了边缘降控制系统投入前后的控制效果,以进一步指导实际生产。     

An Analytical Modified Model of Clad Sheet Bonding by Cold Rolling Using Upper Bond Theorem

In this paper, clad sheet bonding by cold rolling was investigated using the upper bond theorem. Plastic deformation behavior of the strip at the roll gap was investigated, unlike previous methods; distinctive angular velocities are used for different zones in roll gap in present model and absolute minimum of rolling power function is achieved. Rolling power, rolling force, and thickness ratio of the rolled product affected by various rolling condition such as flow stress of sheets, initial thickness ratio, roller radius, total thickness reduction, coefficient of friction between rollers and metals and between components layer, roll speed, etc., are discussed. It was found that the theoretical prediction of the thickness ratio of the rolled product, rolling force, and rolling power are in good agreement with the experimental measurement.     

中厚板轧制过程的数值模拟

以L245级管线钢材料的热物性参数(密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数、热导率和比热)和热模拟压缩实验获得的高温变形时应力—应变曲线等试验数据为基础,在MSC.Marc软件中建立了该钢种材料数据库,并建立了中厚板多道次轧制过程的二维有限元模型。以铸坯厚度为220mm、成品厚度为25.4mm的热轧过程为例,通过对轧件与轧辊接触面间换热系数采用取不同常数值的方法,并依据其生产时所采集的各道次相关工艺参数,对该轧件全道次热轧过程进行了数值模拟,将各道次的轧制力计算值与实测值进行了分析比较,确定了轧件与轧辊间接触面换热系数的最佳值。利用本文模型对厚度为180mm的轧件单道次轧制过程进行了数值模拟,研究了不同变形工艺参数(轧制温度、道次压下率和轧制速度)对变形区等效应变和等效应力的影响。结果表明,在轧机设备能力及生产现场条件允许时,高温粗轧阶段纵轧道次可采用低速大压下率进行轧制成形,使变形较充分地向轧件芯部渗透,从而使钢板获得细小均匀的晶粒组织,有效改善钢板的强韧性能。     

降低硅钢凸度的工作辊辊型实验研究

指出降低热轧时因负荷过大引起的带钢边部减薄，从而降低带钢整体中心凸度是降低硅钢横向厚差的关键。介绍了在武钢1700mm热轧机上使用ASR工作辊辊型结合精轧窜辊降低边部减薄的方法，进而探讨了生产超平商品材的可行性。     

Effect of Cold Rolling Parameters on the Longitudinal Residual Stress Distribution of GH4169 Alloy Sheet

For plastic deformed parts, the dimensional accuracy is significantly affected by residual stresses and so does the performance in service. Therefore, the rolling process of GH4169 alloy sheet at room temperature was investigated by finite element method. The effects of rolling reduction, friction coefficient, rolling velocity and initial stress on the longitudinal residual stress distribution over the thickness of GH4169 alloy sheet were analyzed. The results show that the values of longitudinal residual stress can be slightly reduced by increasing the rolling reduction and velocity. The longitudinal residual stress over the thickness distributes as ‘‘V' type or weak ‘‘W' type. The initial stress mainly has an effect on the longitudinal stress in the backward slip area. But the friction coefficient has remarkable influence on longitudinal residual stress. With the friction coefficient increasing from 0.1 to 0.5, the value of longitudinal residual stress on the sheet surface is reduced by 282 MPa. Simultaneously, the tensile stress turns into compressive stress with a strong‘‘W' type distribution.