非稳态轧制过程的热力耦合刚塑性有限元模拟

采用三维大变形热力耦合刚塑性有限元法对平板轧制咬入阶段进行仿真,仿真条件与实际轧制过程一致。将仿真结果与实际生产数据进行比较,结果表明采用该方法对非稳态轧制过程进行仿真是可行并且可靠的。研究了非稳态阶段的轧制力分布特点和轧件的变形特点,分析了轧件表面温度对头部厚跃现象的影响规律。
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工艺参数对非稳态轧制过程的影响规律研究

采用热力耦合刚塑性有限元法对平板精轧机组的非稳态轧制过程进行了仿真,并将仿真结果与实际生产数据进行了比较,结果表明所采用的方法对非稳态轧制过程进行仿真是可行并且可靠的.在此基础上,分析了轧制温度、前后张力等工艺参数对非稳态轧制过程的影响规律,提出了缩短板带头部厚度不考核长度的措施.     

热锻成形过程温度场的热力耦合数值模拟

介绍了采用刚粘塑性有限元法热力耦合数值模拟热锻成形过程的基本原理,导出了以节点速度和节点温度对时间的导数为基本未知量的热力耦合方程式。采用新开发的程序系统对20钢热镦粗成形全过程温度场进行了模拟研究,得出了反映热镦粗成形流动规律的网格变化图和反映温度场变化情况的温度分布图,并将热力耦合分析得到的热镦粗载荷与行程关系曲线与试验测得的曲线作了比较,两者基本相符。     

模锻过程刚粘塑性有限元模拟中关键问题的处理

探讨了应用刚粘塑性有限元模拟金属成型过程中几个关键问题的处理技术,在此基础上提出一系列算法,开发了锻造过程通用有限元模拟系统,并采用该系统完成了发动机气门锻造过程中金属的变形分析与模具的优化设计。实例表明该系统是稳定而有效的。     

刚塑性成形模拟中有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法

利用有限元法分析金属的刚塑性问题时,在变形的高梯度区域单元容易严重畸变,这极大地降低了分析精度.在刚塑性有限元方法的框架中,文中根据计算增量步的网格质量,提出金属刚塑性有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法,在单元严重畸变的区域转换为无网格迦辽金法进行计算.数值实例表明:算法在很大程度上既保持了有限元法的计算效率,又能够...     

线材热轧过程的三维热力耦合有限元模拟

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确模拟了高速线材中轧区五道次热连轧过程.采用真实尺寸,计算并分析了轧制过程中的金属流动、轧制力、轧制力矩、应力、应变以及温度场等的变化规律,模拟结果为工艺参数的优化提供了依据,也对实际生产有重要的参考价值.     

缩口过程的刚塑性有限元分析

考虑到材料应变硬化和摩擦边界条件等,应用刚塑性有限元法分析窗口过程,得出用不同模角缩口时工件的应力、应变分布和变形情况,讨论了模角对变形力和等效应变速率、静水压力分布的影响。对刚塑性有限元计算的结果与试验结果进行比较,并提出缩口的最佳模角。     

轧制界面非稳态润滑过程系统动力学模型的建立及其数值模拟

运用轧机辊缝动力学的基本理论结合非稳态润滑理论，建立了基于非稳态工作界面的动力学模型。该模型考虑了界面上金属塑性流动过程、界面上部分流体润滑与干摩擦并存的混合摩擦学过程以及工作辊的运动等多重耦合作用。塑性流动过程分析中考虑了界面摩擦状态的动态变化，界面摩擦特性分析中考虑了工作辊运动的动态耦合，因此工作界面上的轧制力模型、界面摩擦模型、工作辊运动模型构成了界面的薄膜约束多重耦合模型。对某大型公司2800轧机垂直系统的自激振动进行了仿真，定量地分析了一些主要参数对轧机垂直自激振动临界速度的影响。     

环件轧制的热刚塑性耦合有限元分析

提出了一种适用于稳态轧制过程的热刚塑性耦合有限元方法，并依此对环件轧制过程进行了三维分析。结果表明，该方法能较精确地反映出环件轧制中各物理量变化规律。因此，为实现环件轧制过程的ＣＡＤ／ＣＡＭ奠定了基础。     

微张力减径过程热力耦合有限元模拟

根据某厂十机架微张力减径机组轧制工艺,采用大变形弹塑性有限元法建立了管坯连轧三维热力耦合计算模型,并对实际工艺过程进行数值计算,得到了连轧过程中轧件的温度场、应变场和应力场分布规律。基于计算结果,分析了管坯壁厚分布规律、机架力能参数分布。所得结果与现场设定、实测结果吻合良好,表明了该计算模型的有效性。该模型可为现场张力减径工艺过程离线分析提供有力帮助。     

纯铜叠轧的刚塑性有限元模拟

采用大型有限元软件Deform-3D对纯铜双板同步和异步叠轧制备超细晶块材过程进行数值模拟,分析了板厚为0.8 mm和2 mm、压下量50%的叠轧过程中纯铜的应力应变场、温度场以及金属流动线速度分布.结果表明,在异步轧制时,应力场和金属流动线速度的非对称分布导致在变形区形成了一个搓轧区,使得异步叠轧比同步叠轧的轧制力低、应变量大和温度高,说明采用异步叠轧更有利于制备超细晶块材,为后续异步叠轧研究提供数据支持.     

NURBS在二维刚塑性有限元模拟系统中的应用

采用NURBS方法描述模腔曲线，并与原有的二维刚塑性有限元模拟软件TFORM2顺利集成，实现了H型锻件精密成形的数值模拟。通过相关实验说明在模拟软件中应用该方法是可行的，对提高软件通用性具有积极的意义。     

基于ANSYS的FSW热力耦合有限元分析研究

利用大型有限元分析软件ANSYS对搅拌摩擦焊（FSw）过程中的温度场和应力应变场的变化进行有限元分析研究。结果表明,不同时刻焊缝中心及其附近的点在热源经过前后温度变化趋势同应力应变变化趋势一致：越接近热源的点,温度越高,温度的上升速度也越快,等效应力应变越大,离热源越远,温度越低,温度的上升速度也越慢,等效应力应变越小。     

金属粉末零件压制过程有限元模拟的研究

论述粉末压制过程的建模理论，建立屈服准则中静水应力影响因子与粉末压坯密度之间的动态关系式。在此基础上，运用有限元方法对回转类粉末压制零件进行计算机模拟，结果印证理论分析，并与实验结果相符。     

不锈钢复合板冷轧过程有限元模拟

研究了双金属复合板中不锈钢复合板的冷轧生产工艺,并用大型有限元软件ANSYS模拟了不锈钢复合板的冷轧过程。建立了包括上下辊、轧件在内的二维模型,采取适当的加载和约束条件,对不锈钢复合板的冷轧做了模拟,最后得出了不同压下条件下,轧制变形区域内应力应变分布情况。并分析出不锈钢复合板首道次的压下条件,这与冷轧带钢厂不锈钢复合板实际的生产工艺条件是一致的。     

中厚板轧制板坯弯曲的有限元模拟分析

建立了中厚板轧制的二维有限元模型,分析了压下率、轧辊转速比、板坯初始温度、板坯厚度方向的温度差以及电机的加速制度等对板坯弯曲的影响。这些分析结果对控制板坯弯曲提供了一定的理论依据。     

基于生死单元法的双辊铸轧过程热-力耦合数值模拟

以二辊160mm×150mm立式铝带实验铸轧机为对象,基于MSC.Marc商用有限元软件及其二次开发接口,引入纯铝固-液两相材料本构模型和界面压力热阻数学模型,建立了双辊铸轧过程热-力耦合非线性有限元模型。采用生死单元法模拟铝液的连续浇入,解决了辊套和铸轧区铝带材间的连续耦合传热问题。通过数值模拟,给出了铸轧速度、浇铸温度、熔池高度等因素对KISS点位置和辊面温度时间历程的影响规律,并对典型工况温度模拟结果进行了实验验证。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布,采用有限元软件LS-DYNA,通过三维热力耦合弹塑性有限元方法,在轧辊为弹性体的条件下,对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用,在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象;同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

环件冷辗扩有限元模拟中网格的自适应加密

为保证环件冷辗扩有限元模拟中网格的可靠性和计算效率,提出了一种基于单元几何特征的六面体网格自适应加密方法,实现了根据单元与模具干涉和网格畸变来自动控制网格的疏密,以获得最优化的网格和计算结果;网格剖分采用基于提取表面单元和继承层单元拓扑信息的方法,对初始网格直接进行剖分,不仅适应性广,而且有利于场变量的传递;最后通过算例验证了该自适应加密方法的有效性。