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。     

H型钢万能连轧过程中金属流动仿真分析

利用有限元DEFORM软件,通过对H型钢万能连轧过程中轧件截面金属流动规律进行数值模拟,结果表明:CCS轧制主要是对翼缘进行加工,腹板金属流动很小,且在交界处发生双向流动.     

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。     

阶梯轴类零件楔横轧成形的变形特征

应用ANSYS/LS-DYNA建立楔横轧轧制阶梯轴的有限元模型,对轧制过程进行了模拟仿真,并分析了轧件在展宽段内应力场、应变场的分布情况以及轧件变形过程中金属的受力和流动情况。结果表明轧件所受应力表现为两拉一压状态,且轧件心部应力较大;应变表现为轧件轧细部分应变较大,应变由外层到内层逐渐减小,轧件心部应变最小。轧件两端变形,中部则基本未受影响,变形呈对称分布;轧制过程中,轧件径向压缩并轴向延伸,轧件应变最大区的位置由外部逐渐移至心部。     

中厚板非对称轧制头部翘曲的实验研究

利用非对称轧制实验模型对引起中厚板头部翘曲的主要影响因素进行实验研究,实验结果表明送入角、变形区几何形状系数与轧件头部翘曲方向及翘曲程度具有一定的关系和规律,并从外端、变形特点、质点流动以及附加应力方面对所得结果进行了分析讨论.此实验结果对实际生产具有一定的参考价值.     

法兰锻坯成型高度的确定

分析了法兰锻件在胎模锻过程中金属质点流动规律，应用主应力法求得分流面位置来确定制坯高度，从而保证了锻件质量。     

用边界单元法分析张力在轧制中的作用

建立了弹塑性问题的边界元方法,并用此方法模拟了冷轧板带三维轧制过程,讨论了改变前、后张力时,轧件的三维变形特点. 结果显示:增加张力可以限制金属横向流动,加大厚向变形,使端面厚度更加均匀.     

接触摩擦对H型钢万能轧制影响的仿真分析

以大型H型钢生产线为基础,采用热力耦合弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型,并对不同摩擦系数下的多种工况进行了仿真分析。通过对计算结果的分析,得到不同接触摩擦系数对H型钢万能轧制过程中轧件金属流动和轧制力的影响结果。     

带横向内筋特征构件外强旋压成形机理研究

为了揭示带横向内筋特征构件外强旋成形机理,基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的带横向内筋构件外强旋成形三维有限元模型,分析了筋部充填特征及其金属流动规律。结果表明:工件筋部充填沿周向分布均匀,轴向分布较不均匀,其中筋部中区出现明显的表面凹陷,该凹陷是充筋中期轴向拉应力的减薄作用和充筋后期工件非筋部的弯曲靠模作用机制共同造成的;筋部成形前期,金属的径向流动大于轴向流动,筋部成形中、后期,金属的轴向流动大于径向流动。     

大棒材热轧工艺的数值模拟

大棒材轧制属于高温大变形塑性成形过程,为了研究轧制过程中轧件温度场、应变场及微观组织演变的规律,在热模拟实验的基础上建立了大棒材初轧道次热-力-组织耦合的有限元模拟模型。模拟结果显示,轧制过程中轧件由于发生再结晶使晶粒得到细化,初轧完成后,轧件平均晶粒尺寸由芯部到表层逐渐减小;由于大棒材初轧过程中轧件芯部变形量较小,不利于轧件芯部孔隙性缺陷的压实,因此提高热轧连铸坯的芯部致密度是改善大棒材芯部质量的重要措施之一。     

热轧H型钢开坯过程的粘塑性有限元分析

在Gleeble 1500热模拟机上试验得到Q235B材料在高温和不同应变速率条件下的真实应力应变曲线，并以此建立刚-粘塑性有限元模型。运用商业有限元软件ABAQUS模拟热轧H型钢的开坯过程。通过计算可以分析轧件开坯过程中的应力场分布规律和压下力的大小，了解轧件开坯过程中的金属变形和流动情况。为H型钢开坯工艺的改进和预测产品外形和质量提供参考.     

液态金属充填铸型的数值模拟

应用数值计算方法，通过求解Ｎ—Ｓ方程；并运用质点漂移法（ＭＡＣ）确定充填铸型过程中变化的流体表面形貌，对液态金属充填铸型时这一复杂的流动现象进行了仿真模拟．     

液态金属充填铸型的数值模拟

应用数值计算方法，通过求解Ｎ—Ｓ方程；并运用质点漂移法（ＭＡＣ）确定充填铸型过程中变化的流体表面形貌，对液态金属充填铸型时这一复杂的流动现象进行了仿真模拟．     

热连轧圆钢成品孔型的有限元分析

根据ф16 mm圆钢的轧制规程,运用有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA大变形弹塑性显式分析动力学模块,对终轧机架在分别采用双半径圆弧和切线扩张角两种成品孔型条件下的热连轧过程进行有限元模拟。对比分析了同一轧件在不同孔型中的金属流动特性和应力应变分布规律。结果表明,有限元模拟结果与实际生产过程相吻合;对同样采用30°扩张角的两种孔型而言,轧件在双半径圆弧成品孔型中的表面受力和总体应变分布更为均匀;轧件在成品孔型的圆弧扩张部位受到的应力较大,使轧辊轧槽表面磨损不均;采用材质硬度更高的成品轧辊,可以降低轧槽表面的磨损程度,延长轧辊孔型的使用寿命,节约生产成本。     

压下量对Ag/Cu复合材料轧制变形影响的模拟

在试验研究的基础上,应用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用弹塑性有限元法对Ag/Cu复合材料精轧过程进行有限元数值模拟,研究了压下量对轧件与轧辊间接触力、轧件变形等的影响,结果表明:合理的压下量对轧件端面形状的控制是有利的.对模拟计算与实验结果进行了对比,确定了模拟结果的准确性.在44%以下的压下量时,轧制压力相对稳定,有利于对轧件形状的控制.金属轧厚比对控制轧件厚度及形状、合理制定厚度比、节约复层的贵金属有重要的指导意义.     

轴锻件的坯料优化与成形影响规律研究

采用Deform-2D等锻压成型数值模拟软件对C250钢的成型工艺参数进行仿真分析。通过对挤压成形过程坯料的金属流动规律、挤压过程中大头端、小头端和杆部应变区应变演化规律的研究对热处理工艺进行优化，研究了上模形状、挤压比(λ)、下模锥角(α₄)、挤压速度(v)、坯料初始温度(T₀)和定径带长度(H₂)对于载荷峰值、锻件顶部内缩尺寸Z、大头端外径应变区宽度X、小头端应变区长度Y、杆部稳定区应变均匀性、出口温度均匀性和锻件大头端零件所在位置温度均匀性的影响规律。     

简单断面型钢轧制变形过程三维有限元模拟

应用MARC／autoforge商用有限元软件,对方轧件在椭圆孔型中的轧制变形过程进行热力耦合模拟,研究了模拟过程中轧件温度场的分布及变化规律以及轧制力参数在轧制过程中的变化。分析计算说明,采用有限元模拟的方法可以较好地反映金属的实际变形情况。     

锥形辊斜轧穿孔过程温度场的研究

借助有限元软件MSC.Super Form对锥形辊斜轧穿孔过程进行热力耦合仿真实验,研究穿孔过程中轧件和顶头的温度场,分析管坯合金含量、轧辊送进角对轧件和顶头温度场的影响,特别是对轧件温升的影响。结果表明:穿制不同合金含量的钢种时,在轧件纵剖面上温度分布形态不同,随合金含量的升高,变形区金属的最高温度由中间层向外表层靠近;随着管坯合金含量与送进角的增大,变形区金属温升增大,穿制高合金钢管坯时温升可达350℃以上,因此,在穿制高合金钢管坯时温升是应考虑的重要因素。     

无孔型轧制摩擦条件对轧件断面形状的影响

提出了一种轧件自由宽展面鼓形率的定义.借助非线性有限元分析软件MSC.Superform研究了无孔型轧制过程中摩擦条 件对轧件断面形状的影响,分析表明:轧件自由宽展面和角部的变形与摩擦条件有紧密的关系,尤其在大压下量的轧制状况下其影响更为显著.     

斜轧时金属剪切变形的产生与确定

压力加工成型过程中存在着基本变形和剪切变形。剪切变形不改变轧件的形状但对金属成型过程会产生不利的影响,因而是加工过程中不需要的。剪切变形也称为多余变形,可以用多余度系数来描述剪切变形对加工过程的影响程度。剪切变形的实质是金属的不均匀流动。在斜轧中存在着纵向、周向及扭转三种剪切变形。本文分析了这三种剪切变形的形成原因,提出了测算这些剪切变形和计算多余度系数的方法。