热辗环变形区边界速度有限元研究

通过几何方法分析了热辗环变形区范围,从理论上确定了轧制边界速度关系。通过三维有限元模拟变形过程,验证了热辗环变形区范围;得到了轧制过程中的金属流动速度趋势。     

基于FEM的辗环工艺芯辊进给速度曲线优化

在基于有限元数值模拟的基础上提出了反向最小余量法,用以优化芯辊进给速度曲线.优化后的芯辊进给速度曲线能保证辗扩过程中始终有理想的每转压下量,从而降低缺陷的发生,提高零件质量.最后结合具体零件进行了数值模拟验证,验证结果理想.     

辗环过程动力有限元分析中的抱辊约束

在辗环过程中，抱辗起着稳定轧制过程，使环件中心始终保持在主辊与压力辊的中心连线上，并起到矫正环件不圆度的作用。本文采用动力有限元分析方法模拟辗环过程，提出了抱辊约束的施加方法，推导了用惩罚法施加抱辊约束的详细公式，对比了有抱辊约束和无抱辊的约束的有限元计算结果。     

42CrMo铸坯环件热辗扩有限元模拟与分析

基于ABAQUS软件平台,建立了42CrMo大型环形铸坯热辗扩三维热力耦合有限元模型,模拟了铸坯热辗扩过程中应变场和温度场,研究了初始辗扩温度对辗扩力的影响规律.模拟结果表明在环形铸坯热辗扩过程中：①铸坯等效应变呈阶梯状上升,内外表面应变大于中间层应变;在稳定成形阶段,沿环件径向方向,由于导向辊与芯辊直径差异,导致环件最大平均等效应变可能出现在环件内表面也可能出现在环件外表面;②初始阶段,变形区与成形辊接触处温度降低较快,非变形区温度变化不是很明显;随着辗扩的进行,芯部温度逐渐上升,边缘温度低,温度分布不均匀;③随着铸坯初始辗扩温度升高,平均辗扩力明显下降,但随时间变化趋势保持一致.     

环件热辗扩成形有限元建模仿真研究进展

环件热辗扩成形问题是多场、多因素耦合作用下集三维连续渐变、非稳态及非对称等特点于一体的高度非线性问题,采用有限元建模仿真方法研究与发展该技术对实现无缝环形构件的高质量、低成本及短周期制造具有重要意义。分别从宏观和微观尺度评述环件热辗扩成形有限元建模仿真的国内外研究现状、存在的问题与发展趋势,进而指明其发展方向如下：大型、复杂环件径、轴双向热辗扩成形全过程自适应建模的仿真方法与关键技术;环件热辗扩成形过程宏观与微观有限元建模仿真无缝集成技术;适用于以环件热辗扩为代表的连续局部塑性成形过程的材料本构模型和组织演变模型以及相应稳健而高效的有限元算法、本构积分算法与组织演变仿真方法;考虑模具的变形、传热及主要失效形式的环件热辗扩成形过程建模仿真技术。     

辗环过程动力有限元分析中的抱辊约束

在辗环过程中，抱辊起着稳定轧制过程，使环件中心始终保持在主辊与压力辊的中心连线上，并起到矫正环件不圆度的作用。本文采用动力有限元分析方法模拟辗环过程，提出了抱辊约束的施加方法，推导了用惩罚法施加抱辊约束的详细公式，对比了有抱辊约束和无抱辊约束的有限元计算结果。     

径向辗环变形的数学模型与尺寸控制方式

辗环是生产无接缝环圈的先进技术之一，此分析了辗环过程及变化，建立了径和辗环变形过程的数学模型，以此为据制定的程序，使φ５００型齿轮毛坯辗扩机实现了在线预测智能型尺寸控制，此控制系统投资少，结构简单，性能稳定可靠，在实际生产中使坯件尺寸精度达到：△φ±１ｍｍ保证了稳定生产。     

辗环机工作原理及性能分析

辗环机主要用于加工高质量无缝环件,具有许多优良的工艺特性.本文在简要叙述轧环理论、轧环工艺的基础上,分析了环件轧制质量的影响因素和轧环技术发展趋势.     

环件冷辗扩技术现状和发展

介绍了环件冷辗扩原理、冷辗扩工艺、冷辗设备、加工过程控制参数、模具寿命及有限元模拟技术的现状和发展。文中指出了环件冷辗扩还缺乏精确而系统性的研究,弹塑性有限元研究才刚刚起步,而在我国还是一个空白。同时,通过模拟来优化加工过程参数在国际上也几乎没有公开发表的文献。因此,应该从理论、有限元模拟、材料、设备、热处理、模具等多学科联合攻关研究,才能使我国的环件冷辗扩技术跃上一个新的台阶。     

立式辗环机的轴向辗压装置

目前国内外的立武辗环机由于多种原因都没有设置轴向辗压装置.因此,无法解决立式辗环机的环件的侧面毛刺和端面凹陷的惯性质量问题.为此,设计制造了一种适合于立式辗环机的新型轴向辗压装置,它不同于卧式辗环机轴向辗压装置的庞大和复杂,其结构简单实用、便于安装,且调整操作方便.     

大型环件轧制过程有限元模型的简化

针对大型环件有限元计算时间过长的问题,为了提高有限元模拟的效率,分别设计了环件轧制的不同有限元模型,用DEFORM-3D进行了计算,获得有限元模型和模拟精度之间的关系,提出了一种有限元模型的简化方法.在保证模拟精度的同时,得到了最佳的有限元模型.     

热带连轧过程轧件温度场有限元模拟

采用有限元法对热轧带钢连轧过程温度场进行了解析,解出了温度场并绘制了连轧过程温降曲线,找到了温度变化特征,可看出由于变形区热传导作用对轧件表面温度有较大的影响,通过现场实测．表明计算值与设计值吻合。     

环件轧制模拟中导向辊的定位研究

在环件轧制过程中,导向辊起着稳定轧制过程并对环件归圆的作用.本文根据轧制中体积不变条件和轧制过程中环坯轮廓为阿基米德螺线的假设,推导出了导向辊运动轨迹和速度的估算公式,并将之应用于不同环坯轧制过程模拟中导向辊的定位.结果表明:利用估算公式对导向辊定位,可使轧制过程稳定,以实现模拟,从而指导实际生产.     

多道次立-平轧制热力耦合有限元分析

结合显式动力学有限元方法、几何模型更新方法、隐式静力有限元方法对立-平辊轧制过程三道次三维热、力场进行了分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的温度变化及其原因,并给出了轧件等效应变的分布、各方向应力场的分布。研究结果可以用来分析轧制过程中轧件缺陷变形行为,同时为研究多道次轧制过程和复杂断面轧件轧后冷却过程变形行为提供了新的方法。     

金属环件冷辗扩数值模拟中圆度辊定位的研究

金属环件冷辗扩具有很好的发展潜力，而我国在该领域尚处于起步阶段。对金属环件冷辗扩数值模拟可以预测环件的塑性变形和受力情况，进而对工艺改进或者模具修改有参考作用。本文对辗扩中对圆度辊的定位问题进行了分析，并较好地实现了模拟效果。     

H型钢轧后控制冷却温度场及轧制过程轧制力模拟

借助ANSYS有限元软件,计算了H型钢轧后控制冷却阶段温度场的变化,与实验数据对应良好。并对H型钢横向及纵向某些节点温度变化进行了分析。最后计算得到腹板、倒角、腿部外侧及腿外侧中部的平均温度随时间的变化曲线,轧制力模拟结果与现场数据吻合,误差不超过10%,验证了模型的正确性。     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

环件轧制锻透条件有限元模拟及实验研究

为了研究环件轧制时压下量和锻透之间的关系,本文建立了环件轧制三维有限元模型。用塑性泥为模拟材料对环件轧制的锻透情况进行模拟,获得了不同压下量下的应变场和载荷行程曲线。在DNS200电子万能试验机上作塑性泥环坯压下实验,也获得了不同压下量下小孔应变量和载荷行程曲线,有限元模拟和实验研究的结果吻合良好。本文提出的压下量与锻透之间的关系为实际生产时工艺选择奠定了基础。