方进椭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舍模拟。研究了模拟过程中的轧件温度场的分布及变化规律以及轧制能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。     

H型钢开坯轧制四道次有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS／LS－DYNA，对H型钢开坯轧制四道次进行了有限元模拟。详细介绍了有限元模型的建立，材料模型的选择，单元的选择以及网格的划分。得到了各道次轧件的模拟变形结果。对轧件的变形和轧制区内应力场的分布进行了深入的分析，为轧制异型断面型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考。     

无槽轧制轧件宽展与鼓形的预报研究

借助于非线性有限元分析软件MSC．SuperForm模拟计算了无槽轧制时轧件的变形,根据模拟结果建立了预报精度较高的无槽轧制轧件宽展数学模型。同时提出了一种轧件自由宽展面鼓形率的定义,并建立了鼓形预报的数学模型。     

板带钢热张力连轧过程的数值模拟

在实际的板带轧制生产过程中,轧件内部的金属流动情况是很难通过实验的方法得到。利用ANSYS/LS-DYNA显式动力分析软件,在热连轧过程中张力对轧件内部的金属流动影响进行了有限元模拟。对板带材轧制过程中节点的位移矢量和轧制力进行分析,得出了张力对轧件内部金属流动的影响规律,计算结果与现场数据基本吻合,可以为轧制工艺的制定提供参考依据。     

60kg/m重轨轧制全道次的有限元模拟和试验研究

对60kg/m U71Mn重轨轧制全道次进行了三维热力耦合有限元模拟。轧辊建模时分别通过翻转和平移轧辊来实现轧件翻钢和侧向推钢过程;轧件的建模采用抽取中间截面网格拉伸的建模方法,既消除网格畸变的影响又使得前后数据得到继承。模拟结果表明:重轨轧制过程中存在严重的不均匀变形,铸坯横断面金属质点在轧制过程中沿轧制方向不同步;轨底部位金属沿轧制方向和轨底高度方向流动;轨腰部位金属沿轧制方向和宽度方向流动,其中心向轨底部位偏移;轨头金属沿轧制方向被延伸。人工打孔制造缺陷坯轧制试验的特征点位置变化与模拟结果吻合良好,验证了轧件在各道次的金属流变规律。所建立的金属在轧制过程中的位置对应关系可以为生产过程中轧制缺陷的溯源分析提供便利。     

切分孔形状对轧件变形影响的有限元分析

采用三维大变形热力耦合有限元法分析了不同形状的切分孔对轧件变形的影响,探讨了轧制过程中轧件上的变形分布,研究了金属的流动规律以及对轧制力能参数的影响。模拟结果和实际轧制情况一致。通过模拟金属变形过程可为不同条件下正确设计切分孔提供依据。     

中厚板轧制过程的数值模拟分析

在中厚板轧制成形过程中采用有限元方法进行数值模拟分析可以为实际生产提供合理的工艺参数，便于延长轧机的寿命。提高产品质量和减少试错过程的消耗等。文中阐述了利用有限元软件对中厚板轧制成形过程的非线性数值模拟分析中的一些广为关心的问题，包括：摩擦力在轧件表面的分布情况以及摩擦力大小对轧制过程的影响；材料的等向强化模型、运动强化模型和混合强化模型对中厚板轧制过程的影响；热一力耦合对厚板轧制成形过程的影响及其数值模拟分析方法。     

板式楔横轧轧件成形过程几何模拟

在对板式楔横轧轧制过程分析的基础上,建立了楔横轧入轧制和展宽轧制过程轧件变形的数学模型。探讨了轧制过程中轧件滚动半径的确定方法,对轧件端面移动理论进行了研究,建立了轧件端面移动数学模型。最后利用计算机画技术,交 轧制过程中轧件成形过程进行了模拟,实现了模拟轧制。     

椭圆孔型中热轧过程温度场的三维热力耦合有限元法模拟

借助有限元分析程序ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ，对方轧件在椭圆孔型中轧制过程进行了数值模拟，重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度分布和温度变化过程。数值模拟结果与实验结果的比较表明，数值模拟结果与实测结果完全相符。     

螺纹钢三切分轧制有限元分析

借助有限元分析软件MARC／Autoforge，对螺纹钢三切分轧制进行了有限元模拟，重点分析了轧件的变形与预切分道次的作用。研究表明，三切分轧制轧件变形很不均匀；预切分道次可减轻轧件的变形与不均匀变形程度，对轧件的尺寸有一定的调节作用，增加预切分道次是合理的。     

BN1TL不锈钢连铸坯组织对鳞折缺陷形成影响及试验验证

节镍奥氏体不锈钢热轧板及冷轧板表面的鳞折问题严重影响了产品的合格率。以BN1TL不锈钢连铸坯作为研究对象,分析了BN1TL不锈钢凝固组织的特点,并通过冷装炉方式下的热轧模拟试验验证了连铸坯组织与鳞折缺陷的相关性。试验结果表明,BN1TL不锈钢的凝固组织以柱状晶为主,晶粒尺寸由表层至芯部逐渐增大,柱状晶晶界存在铬的碳化物析出。同时该特点的凝固组织由于存在大量晶间析出,导致晶界弱化严重,经过热轧后易生成鳞折缺陷,并且影响整个轧制工艺流程。热轧模拟试验结果表明,材料在粗轧时即产生鳞折缺陷,精轧时缺陷得到扩展。减小在粗轧时的道次压下量可以减少鳞折缺陷的生成,改善板坯表面质量。     

异型钛材轧制中的有限元模拟

利用有限元模拟软件DEFORM-3D对异型钛材的多道次轧制成形过程进行数值模拟,研究了坯料形状、孔型侧斜度以及轧辊间距对TA2纯钛异型材轧制过程及成品的影响。结果表明,圆形坯料有利于保证轧制过程中的稳定性,较大的侧斜度有利于提高变形的均匀性,而增大轧辊间距会导致轧件宽展相应减小。总之,借助计算机模拟异型钛材的轧制生产过程,可以优化坯料形状、完善孔型设计、制定轧制工艺,特别是在异型钛材新产品开发中,对于缩减产品研发时间,降低生产成本,提高轧制效率具有重要意义。     

GCr15轴承钢棒材连轧过程温度场数值模拟

建立了GCr15轴承钢(0.99%C、1.47%Cr)160 mm×160 mm方坯经粗轧、一中轧、二中轧、KOCKS轧机轧成Φ25.0 mm和Φ35.0 mm的轧件温度场预测模拟系统;研究了轧件轧制过程中温度的变化,一中轧入口轧制速度(0.55 m/s和1.1 m/s)对轧制过程轧件温度的影响,以及轧后冷却工艺(2段式和3段式快冷)对轧件温度的影响。结果表明,轧件温度的计算值和实测值的相对误差≤3%。     

基于Deform-3D软件对AISI4340钢Φ600mm铸坯开坯工艺参数的模拟数值

利用Deform-3D软件对AISI4340钢Φ600 mm铸坯至300 mm × 300 mm坯的开坯过程工艺参数进行了数值模拟.通过对加热温度、轧制速度、压下率、2道次压下对铸坯心部变形和材料流动影响的研究,分析了开坯成形过程中心部等效应力和材料变形特点,获得了Φ600圆连铸坯开坯成300 mm方坯的成形规律.结果...     

保温罩对热轧中间坯温度的影响分析

针对保温罩投入使用后精轧区域中间坯头尾温差扩大以及带钢氧化铁皮缺陷增多等问题进行了分析。结果表明,保温罩投入使用后,中间坯温度升高,精轧机需要通过降低轧制速度来命中终轧温度,导致精轧轧制时间延长,是造成上述问题的主要原因。借助有限元模拟中间坯温度变化情况,根据模拟结果优化加热工艺,解决了上述问题,同时实现了节能降耗,提升了精轧轧制稳定性。     

冷却强度对超高硫中碳钢方坯凝固过程MnS生长的影响

 中碳超高硫易切削钢SAE144是兼具力学性能与切削性能的结构钢,用于制造汽车发动机密封阀件等,产品多采用转炉/电炉→LF精炼→连铸小方坯→线棒材热轧→冷拉及机加工成型流程生产,近年来市场热度稳步提升。若钢中MnS尺寸过大,零件加工使用过程易发生探伤不合、切削性能差、带状组织严重、力学性能各相异性显著,甚至拉拔加工断裂等问题。MnS夹杂物多在铸坯凝固后期形成,随着轧制与钢基体同步变形,控制该类钢种铸坯内MnS原始尺寸成为控制热轧材中MnS夹杂物形态及尺寸的最关键环节。为控制热轧超高硫中碳钢盘条中MnS夹杂物,利用钢坯凝固数值模拟、第二相析出理论、Ostwald熟化理论计算分析了160 mm2钢坯中硫元素偏析及MnS的生成、长大和熟化过程。计算结果表明,当固相分数f_s为0.446、硫微观偏析比达到2.19时,铸坯在凝固末期生成MnS。凝固过程中MnS的生长过程决定了钢坯中MnS颗粒的直径。理论计算表明,当连铸二次冷却水量固定为0.6L/kg时,拉速为1.6、2.1和2.6 m/min时,160 mm2方坯中心的MnS分别增长到30.6、32.2和34.6 μm,与实际测试结果一致。控制该类钢种线材中MnS尺寸的关键是提高二冷区的冷却强度,降低连铸拉速。基于该系列计算方法,提出了160 mm2钢坯中与MnS直径控制目标相匹配的连铸工艺参数控制范围。     

连铸方坯带液芯轧制的模拟实验研究

连铸坯带液芯轧制是在金属动态凝固的过程中即进行压力加工,将冶金浇铸凝固与压力加工变形融合于一体的新工艺,本文采用常温下轧制填充塑性泥的空心方表铅件的方法,分别在菱方孔型和平辊上模拟忆制高温带液芯的连铸方坯,研究了连铸带液燕轧制时轧件的变形,液芯的流动,轧机的轧制负荷及孔型系统对变形的影响。     

异型扁坯轧制过程横变形规律的研究

通过异型扁坯热轧成型过程的模拟实验，研究了轧件的宽展、孔型充满度的变化规律，提出了孔型高向充满程度和合理压下量的概念，得到了既定异型扁坯的成型方法及合理成型条件。     

板坯轧制H型钢粗轧异型坯过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对板坯切分法轧制H型钢异型坯进行了有限元模拟.详细介绍了轧制规程、模拟基本参数、有限元模型建立、网格划分.在模拟过程中应用质量放缩、沙漏控制技术,得到了各道次轧件变形结果及轧制力曲线.对轧件的变形和变形区应力、应变场进行深入分析,为轧制大规格H型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考.     

方坯直轧工艺中头尾温差消除过程数值模拟

方坯直轧工艺有一个难以避免的问题，即钢坯头尾温差问题，当头尾温差过大时，会对产品长度方向上组织性能均匀性产生不利影响。针对方坯直轧工艺下钢坯“头低尾高”的温度特点，提出采用在精轧前进行“头弱尾强”的变水量冷却策略，或在粗轧前进行“头强尾弱”的变功率感应补热策略，并利用有限元法分别对上述两种过程进行数值模拟，根据计算结果对关键工艺参数进行优化设计，为实际应用提供参考。模拟计算结果表明，对于变水量冷却方式，为消除纵向上线性分布的头尾温差，所需水流密度与轧件长度基本呈抛物线关系；对于变功率感应补热方式，所需补热功率与钢坯长度基本呈线性关系。