热带钢连轧多场耦合演变过程有限元分析

根据物理冶金组织演变规律和经验公式，开发了金属热变形过程耦合组织演变的计算模块。结合某厂2050热带钢连轧工艺过程，利用非线性刚塑性有限元法，建立热连轧过程热、力、组织的多参量耦合仿真模型。运用该模型对2050现场实际轧制过程进行模拟计算，分析了轧制过程轧件变形场、温度场及显微组织的演变规律。模拟得到的轧制力能参数、温度、组织分布与实测数据基本一致。     

热轧带钢尾部鱼尾形状与控制研究

采用刚塑性有限元法建立立轧／平轧三维热应力耦合有限元模型，并对宝钢2050热轧带钢粗轧机组轧制过程进行了全过程模拟。模拟所得的带钢尾部形状与现场图片吻合良好，有效地验证了计算模型。通过有限元仿真计算，研究带钢尾部鱼尾形状形成机理，得到了粗轧各道次轧后带钢尾部鱼尾切损的分布规律。提出了立轧／平轧负张力控制轧制带钢尾部的方法，通过计算表明该方法能够有效减少带钢尾部鱼尾切损量。建立了E】机架新的短行程控制模型，通过对比分析可知新模型比原模型能更好地改善尾部形状。     

导热油加热热辊压机轧辊加温过程、温度-应力耦合分析及试验研究

目前国内对通导热油加热的热辊压机研究较少,为分析热辊压机轧辊轧制面温度分布、加温过程和轧辊整体应力,根据在役热辊压机轧辊结构和工艺参数,建立导热油—轧辊三维流固耦合模型,导入一定温度和流量的导热油,使轧制面的平均温度达到指定温度,模拟轧制面的温度变化过程,对轧辊进行了热力分析,并进行了试验研究,研究结果表明:本模型建立正确;向轧辊内导入油温为130℃,流量为9.2m3/h的导热油,使轧制面的平均温度从54℃达到(120±1)℃需5000s;轧辊内部热应力在许用应力范围之内。可指导现场加热工艺,为进一步改进轧辊结构和调整加热工艺提供理论依据。     

宝钢1580工作辊热变形的数值模拟与实验研究

根据现场的复杂工况，将轧辊辊身分为辊颈、辊端、辊肩、轧制区和非轧制区，综合考虑分段冷却、支撑辊、摩擦热和变形热等因素的影响，建立符合实际的边界条件，并根据热平衡原理建立了工作辊温度场数学模型。在宝钢1580热轧机上进行实验，详细分析了热凸度的瞬态变化以及热凸度在每块带钢轧制前后的变化，对热凸度间断的原因进行了分析，模型计算值和实测值吻合较好，表明模型工程实用性较强，为轧辊热变形的在线预报和控制提供了一定的依据。     

板材调宽轧制头部形状控制有限元分析

利用数值仿真技术建立立轧／平轧三维热应力耦合有限元模型，对宝钢2050粗轧区实际工况进行仿真计算。计算所得的带钢头部形状与实测结果吻合很好，说明所建模型合理且有效。针对宝钢2050现场轧制实际问题，研究了立轧／平轧过程带钢头部的非稳态变形规律，给出了立轧头部等效应力、等效应变及厚向位移分布规律。根据模拟计算数据建立控制带钢头部形状的短行程控制模型。通过对比分析可知，所得新模型比原模型能更好地改善头部形状及减少切损量。     

基于数值模拟的线材轧制成形过程研究

通过对线材热连轧过程传热关系进行分析,利用热力耦合弹塑性有限元方法建立了线材与轧辊的三维数值计算模型,结合热轧生产线的实际情况,对高速线材轧制生产线预精轧区六道次轧制过程中的温度场、轧制力与轧制力矩进行了模拟计算。分析了变形区内温度场的分布和变化规律,探讨了轧制过程中所涉及的几何、材料和边界条件等多重强非线性问题,计算结果为生产工艺制度的改进、工艺参数的优化以及微观组织变化规律的研究提供了理论依据,对现场生产也有重要的参考价值。     

粗轧带钢液压宽度控制系统仿真与试验研究

针对上海宝钢集团公司2050热轧机组的特点，建立了粗轧带钢液压宽度控制系统的动力学仿真模型，并利用短行程控制的现场试验数据对数值仿真结果进行验证，得到相吻合的结果。在此基础上，对不同参数和工况下液压宽度控制系统对带钢品质的影响进行了分析，为轧制系统的离线仿真和优化设计提供了有效的途径。     

D53K系列径-轴向数控辗环机轴向轧制机构力学分析

对D53K系列径-轴向数控辗环机轴向轧制机构结构进行分析，需要利用三维造型软件建立一个实体模型，在此基础上进行计算和分析。主要采取有限元软件，构建有限元模型，对轴向轧制机构三维弹性接触进行分析，可以得到相应的等效应力与等效应变。分析结果将得出轴向轧制机构的各个部件满足强度要求时，变形角的状态。     

棒线材粗轧过程的模拟及辊径大小对轧制参数的影响分析

借助商业有限元软件MSC.M arc,建立了预测GCr15棒线材粗轧过程的三维弹塑性模型。分析了GCr15棒线材连轧过程中总等效塑性应变变化,等效塑性应变率分布及轧制各道次出口处的表面温度变化等结果。同时,模型被用来调查了辊径变化对粗轧过程轧制参数的影响。表面温度的预测结果与测量结果吻合较好,证明了该模型的有效性。     

H型钢多道次可逆开坯轧制过程的三维热力耦合仿真分析

采用三维热力耦合弹塑性有限元方法对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行仿真分析得到了各道次轧件的三维变形结果及三维温度场。详细介绍了有限元模型的建立，材料参数、边界条乍及载荷的定义，对轧件温度场的分布进行了深入分析，并与现场实验数据相比较，模拟结果与实际情沥吻合很好。研究结果为多道次轧制过程的热力耦合分析提供了参考。     

侧压过程板坯温度变化的研究与分析

利用热力耦合有限元的理论,建立了板坯侧压过程的三维热力耦合有限元仿真模型.得到了板坯在稳态变形区内节点温度和轧制力随时间的变化规律,通过轧制力的模拟结果和试验数据比较可知,两者吻合良好.分析结果为板坯侧压规程的制定和轧制力的在线预报提供了理论依据.     

基于COSMOS/Simulation的深沟球轴承的接触有限元分析

采用SolidWorks2009建立深沟球轴承三维模型,利用SolidWorks自带的有限元软件COSMOS/Simulation对深沟球轴承进行接触有限元分析,得出了轴承内外圈、滚珠、保持架之间的接触力、应力、应变的变化情况及接触过程中的压力变化情况,为轴承的设计分析提供了一种可行的方法。     

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。     

SWRH82B盘条控冷过程有限元模拟与参数优化

就已有的实验数据,针对SWRH82B盘条在控制冷却过程中温度场的变化情况,利用ANSYS有限元分析软件建立合理的有限元模型并进行了分析,获得不同规格SWRH82B盘条在最佳轧制工艺参数条件下的节点温降曲线和瞬态温度场分布,同时对有限元模型规格的更改,可以推衍出不同规格的82B盘条最佳轧制控冷工艺参数,为实际生产提供理论基础和工程参考。     

扁钢精轧过程的数值模拟与分析研究

为了建设资源节约型社会,金属轧制技术作为一种少切削或无切削加工的高效、节约的生产手段是值得提倡的。针对轧件精度的提高等问题,以轧制理论为基础,基于有限元软件Deform-3D建立了扁钢轧制件的有限元模型,采用适当的加载和约束条件,对单、双道次轧制成功地进行了仿真模拟,详细分析了厚度、轧辊转速、轧辊直径、温度等因素对轧件精度和功率的影响。并且针对单、双道次轧制仿真进行了模拟,分析了轧件等效应变和等效应力情况。研究结果表明:经过双道次轧制的轧件精度偏差在0.005 4~0.107 2之间,对于提高轧件精度起着至关重要的作用,有效地验证了有限元模型的合理性,分析结果对现场生产有着重要的指导意义。     

机车制动盘三维瞬态温度场与应力场仿真

基于三维循环对称有限元模型,提出了机车制动盘制动过程中温度场和应力场的计算方法。讨论了边界条件和各种相关参数的确定方法,尤其是机车整个制动过程中制动盘换热系数的计算方法。同时运用有限元软件ANSYS7进行了制动盘及相关部件三维瞬态温度场和应力场的仿真与分析。仿真结果表明:在制动开始阶段,制动盘迅速升温,高温区集中在制动盘摩擦面表层,最高温度达220℃;制动过程结束后,整个制动盘有一段较长时间的降温过程;制动盘系统各部分的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。仿真结果与实验数据相符,证明了该三维有限元模型及其温度场计算方法的正确性。     

铝合金淬火过程的三维温度场模拟

建立了7050铝合金淬火过程的仿真模型,基于Deform-3D有限元软件对淬火过程的三维温度场进行了仿真模拟,得到铝合金试样各部位在不同时刻的温度变化和温度场分布规律。仿真过程计算速度快,计算结果可靠,可为进一步的淬火工艺优化提供指导。     

A combined upper bound and finite element model for prediction of velocity and temperature fields during hot rolling process

In this work, velocity field and temperature distribution during hot strip rolling are predicted, employing a combined upper bound and finite element analysis. At first, a velocity field is proposed utilizing the principle of volume constancy, and then the velocity field is modified by means of upper bound theorem. At the same time, a thermal-finite element analysis is utilized to determine temperature distribution within the metal as well as to calculate the flow stress of deforming material. The model is capable of considering the effects of different factors on temperature and velocity distributions such as rolling speed and interface heat transfer coefficient. In order to verify the predictions, the calculated time-temperature curves as well as roll forces have been compared with the measured ones and a good agreement has been observed. The main advantage of the present model is that the model requires relatively lower computational effort in comparison with the required one in standard finite element codes.     

滚动轴承的温度场和热变形分析

基于传热学和摩擦学理论,建立了滚动轴承相应的稳态温度场和热变形的三维热分析有限元模型,运用ANSYS分析了处于热平衡状态的滚针轴承、圆锥滚子轴承的温度和热变形,为研究滚动轴承的热变形和游隙问题提供了参考和依据。