板材取样剪剪切过程数值模拟及实验研究

金属板材剪切过程是一种复杂的弹塑性大变形过程,本文根据板材剪切过程变形特点,利用ANSYS/LS - DYNA建立了金属板材取样剪剪切板材的有限元模型,进行了弹塑性有限元分析.通过仿真计算,获得了板材剪切过程的应力-应变状态,变形和力能参数,并在某钢铁集团公司取样剪上对剪切力进行了测试,结果表明,有限元模拟结果可靠,可作为取样剪的设计制造的依据.     

基于ANSYS/LS-DYNA的圆盘剪剪切力数值分析

以某2 030mm酸洗-连轧机组圆盘剪为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件,采用弹塑性有限元法,建立剪切过程数值模型。剪切力的理论解和数值解具有较好的一致性,验证了模型的可靠性。计算获得了剪切力曲线;分析了不同剪刃侧向间隙、剪刃重叠量、带钢厚度、单侧切边量及剪切速度条件下的剪切力及其分布规律。为圆盘剪的结构设计、电气控制及调试提供了依据。     

圆盘剪剪切机理分析及应用探讨

对酸洗机组中切边圆盘剪的剪切机理进行了分析,对于剪切过程中带钢边部质量问题及其影响因素进行了探讨,并提出了相应解决措施且应用效果较好。     

1500mm冷带切边圆盘剪的优化改造

针对山东钢铁莱钢集团公司板带厂1500mm冷轧拉矫圆盘剪切边质量差、生产效率低的问题,分别从设备程序控制、圆盘剪备件材质、工艺参数及操作模式、导料槽等方面对圆盘剪系统进行了优化改造,大大提高了拉矫圆盘剪的切边质量和圆盘剪的使用寿命。     

圆盘剪剪切原理及切边质量控制

首钢京唐钢铁公司2230冷轧连续退火生产线的SMS—SIEMAG圆盘剪,生产过程中出现废料飞边、剪刃崩刀、切后带钢毛刺过大、带钢边部浪形等问题,本文介绍了该圆盘剪的结构和工作原理,分析了GAP值和LAP值对剪切质量的影响,给出了圆盘剪剪刃GAP值和LAP值的计算方法,降低了切边事故,切边质量也有了明显改善,有效地提高了生产率。     

切边圆盘剪及碎边剪的设计

介绍了冷轧切边重卷机组改造中,新设计切边圆盘剪及碎边剪的设备组成、主要技术参数及设计结构特点。设备的技术性能在实际生产中得到了发挥运用。     

冷轧带钢切边圆盘剪装置的优化与改进

针对冷轧带钢切边后产生的边部梗压印缺陷,结合切边圆盘剪的剪切原理,设计了一种圆盘剪复合衬套,其采用100Cr钢质内圈和MC尼龙外圈复合结构组成,取代原纯钢质衬套,使圆盘剪在剪切带钢过程中由钢性接触转变为弹性接触,从而避免了带钢边部梗压印缺陷的产生,提高了切边质量与剪切里程数,降低了圆盘剪备件成本,提高了生产效率。     

圆盘剪剪切工艺优化研究

基于ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件, 以南京钢铁联合有限公司中板厂Q235钢板剪切过程为研究对象, 研究了在不同工艺参数条件下, 钢板的剪切力和侧向力的变化情况, 分析了不同工艺参数对Q235钢板的剪切力和侧向力的影响。结果表明: 22 mm厚的Q235钢板, 最佳侧向剪切间隙为1.0 mm左右; 随着剪切钢板厚度的增加, 最佳侧向剪切间隙值为钢板厚度的4.55%; 重叠量为-4.5 mm处, 侧向力达到最小值, 为12.893 kN; 剪切力和侧向力也随着剪切速度的增大而增大, 增大幅度为5%～8%。     

圆盘剪切边过程前后张力综合优化设定技术研究

针对以往圆盘剪切边过程中单纯依靠扣边高度评价带钢切边质量,无法满足不同用户对于带钢切边质量多样性要求的弊端,综合考虑切边过程中所存在的扣边、毛刺、切断比不佳等缺陷,在对其进行量化处理的基础上,首次提出了切边过程中带钢切边综合质量函数新概念,随后结合圆盘剪的设备及剪切工艺特点,以圆盘剪前后张力为优化变量、带钢切边综合质量评价最优为目标,开发出了一套圆盘剪切边过程前后张力综合优化设定技术,并将其应用到某钢厂2030生产线,取得了良好的应用效果,切边质量抱怨率由该技术应用前的7.4%降到0.5%,为现场创造了较大的经济效益。     

高强钢切边剪工艺参数的优化

针对冷轧高强汽车板切边工艺生产过程中出现印痕、浪形缺陷的问题,分析了剪刃间隙、剪刃重合量、带钢张力、带钢速度对剪切质量的影响,对剪切工艺和设备参数进行了优化,对不同钢种、规格,建立了剪刃间隙、重叠量,刀片直径、胶环直径与切边效果的对应关系,有效解决了切边过程中带钢下表面印痕缺陷,切边后边浪缺陷等问题。     

薄板激光冲击强化残余应力场的数值模拟与试验

激光冲击强化会在材料表面形成深度达到1 mm的残余压应力,而对于厚度小于1 mm的薄板,由于冲击时应力波的反射和叠加,其残余应力场的分布肯定不同于厚板。文章采用4种冲击方式(单面冲击、底面约束情况下的单面冲击、双面非同时冲击以及双面同时对冲)对2024铝合金薄板(厚度为1 mm)进行激光冲击强化,并应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其进行数值模拟,系统分析经过4种不同的冲击方式,得到薄板的变形以及残余应力的分布情况。结果表明,双面同时对冲方式能够使薄板两面都产生很大的残余压应力,而且不会出现弯曲变形,是理想的冲击方式。     

超级钢板U型弯曲回弹的数值模拟和实验研究

板料弯曲后产生的回弹对冲压件的精度影响较大,用数值模拟对弯曲回弹进行精确预测具有非常重要的意义.本文利用ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元程序的显式-隐式连续求解功能,模拟了超级钢板料弯曲成形和卸载后板料回弹变形的过程,得到了超级钢板料在不同凸模圆角半径和模具间隙下弯曲成形后的回弹结果,将模拟计算的结果与实验数据对比,验证了计算结果的准确性.     

H型钢X-H三机架往复连轧过程三维有限元分析

针对H型钢X-H方法生产过程,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立仿真模型,完成了H型钢三机架往复连轧过程。详细描述了计算模型的建立、边界加载以及材料的定义。在模拟结果的基础上,深入分析了稳定轧制阶段轧件断面金属的流动情况、变形规律以及轧制力的特点,得到了金属沿着H型钢轧槽表面往内流动、出现冲击载荷等结论。可为H型钢的多机架往复的连轧仿真分析,以及X-H轧制工艺研究提供数值参考。     

特殊超高强钢切边圆盘剪关键技术研究

针对国内超高强特殊钢中厚板精整剪切设备尚属空白的问题,本文对超高强度钢、特殊钢中厚板剪切工艺的关键技术进行研究,研发出一种适应实际生产状况的剪切中厚板的切边圆盘剪。采用了高耐磨耐冲击刀具、上下刀架孔错位于机架中心线的箱体结构。对重叠量调整的装置与模型、侧向间隙调整的装置进行了详细分析。生产实践应用表明：由此设计的切边圆盘剪既可顺利对超高强度钢、特殊钢中厚板等进行切边处理,又具有结构可靠、调整方便的特点,产生了较高的经济效益。     

激光冲击强化残余应力场的数值仿真分析

基于激光冲击强化LY12CZ航空铝合金的试验,采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA对激光冲击诱发的残余应力场进行数值模拟。对模拟中的关键问题,如加载历史、本构关系、网格划分、求解时间等进行了处理。对激光冲击强化后,冲击区表面和深度方向上的残余应力分布特点进行了分析。研究表明,在最佳激光峰值压力下, LY12CZ航空铝合金经激光冲击后,金属表面产生深度为0.5 mm的残余压应力。模拟和试验结果相比,分布规律具有一致性,最大残余应力相差10.2 %。获得的结果将为激光冲击强化过程的控制,和进一步的实验研究提供理论依据。     

CADI磨球落球疲劳试验中的应力数值模拟及失效分析

应用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对CADI磨球在落球疲劳试验单次落球过程中的应力场进行了数值模拟.结果表明:磨球碰撞接触界面剪应力峰值出现在略偏离接触界面中心位置,等效应力峰值出现在接触界面中心位置.残余等效应力峰值和残余剪应力峰值均出现在撞击部位周围挤压区.作者认为,是残余应力的累积、应力诱发马氏体相变和加工硬化、磨球材质及冶金质量等综合因素引起的材料疲劳损伤导致了磨球的表层剥落失效.磨球亚表层夹渣物的存在是造成剥落失效的直接原因.     

变规格过程中圆盘剪张力优化设定方法

针对变规格过程中圆盘剪张力设定值频繁突变,使控制系统不断发送调整信号,造成圆盘剪前后带钢实际张力的大幅波动,影响剪切稳定的实际问题,结合圆盘剪的设备及工艺特点,在首次引入张力设定值允许调整系数的基础上,提出了一套圆盘剪变规格过程中以稳定剪切为目标的张力设定方法,即通过预先计算变规格前后钢卷张力设定值的调整率来判断是否改变张力设定值,有效减少了张力设定值的调整次数,降低了剪切过程中实际张力值的波动率,提高了剪切稳定性,改善了圆盘剪的剪切质量,抑制了毛刺等缺陷的发生率。该技术投入现场应用后,效果良好,同时减少了下游用户的质量异议。