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。     

板带热轧三维有限元热力耦合仿真分析

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验证,计算结果表明,仿真所得结果与实测结果误差很小,均在5%之内,从而证明模型是正确的,能够很好的运用于热轧过程的参数计算和研究,并对以后热轧工艺参数匹配规律研究以及板形控制研究提供重要的分析平台和起到重要的指导作用.     

H型钢空冷过程中残余热应力的有限元分析

借助于LS-DYNA有限元软件,在H型钢轧制全程有限元分析的基础上,对轧后H型钢空冷过程进行了三维热力耦合有限元分析,分析了不同热定尺情况下H型钢残余热应力的分布.结果表明:该热轧H型钢因轧后断面温度场的分布不均匀导致空冷过程中残余热应力的分布状态复杂,其中沿轧件长度方向上的残余热应力在腹板部位整体表现为压应力,可达160 MPa以上,而翼缘中心和腰腿连接部位表现为拉应力;H型钢宽度方向的残余应力影响长度方向上的应力分布,当采用热锯定尺小于3 m时,随着长度的减小沿长度方向的残余热应力相应减小.     

H型钢开坯辊材使用及维护

介绍了H型钢开坯辊的主要材质、使用及维护方法.     

H型钢轧制过程摩擦力分布的数值分析

为了分析万能法轧制H型钢过程中不同接触区内摩擦力分布的规律,利用数值模拟法建立了H型钢的轧制模型。以铅为坯料,在给定轧制规程的前提下,系统地模拟了H型钢轧制的全过程;分析了翼缘和腹板变形区的长度、宽度等参数;最终获得了稳态轧制过程中摩擦力在不同接触区域内的矢量分布规律。研究结果表明:H型钢翼缘表层金属受到的摩擦力的方向指向变形区的中部,翼缘变形区存在前滑区和后滑区;H型钢腹板表面金属受到的摩擦力的方向一致,与轧制的方向相反,使得接触区基本为后滑区。     

液压自动辊缝控制在H型钢轧制中的应用

１　前言液压自动辊缝控制（ＡＧＣ）系统功能在于每轧制道次内动态控制轧件精确尺寸。液压自动辊缝控制在Ｈ型钢轧制中的应用,代表了万能热轧型钢最先进的辊缝控制方法。过去,只能在每道次前靠轧机压下或压入丝杠来设定辊缝值,而不能在每道次内即轧制时控制辊缝的变化。液压自动辊缝控制则能在每道次内对辊缝进行全过程跟踪并且不断纠正辊缝,以控制轧件尺寸的精确度,从而提高成材率。２　工作原理液压自动辊缝控制的执行器是被称为ＣＡＰＳＵＬＥ的液压缸,所谓ＣＡＰＳＵＬＥ实际上是指位于丝杠端部和轧辊轴承座之间的大缸径、短行…     

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.     

变分法在H型钢万能轧制温度计算中的应用

应用变分法建立了Ｈ型钢翼缘和腹板的变形温升和摩擦温升的数学模型,同时考虑接触温降和穿梭温降,推导出Ｈ型钢万能轧制温度计算公式,在线测试结果验证,所用的计算方法及编制的计算机程序是切实可行的。     

H型钢矫直过程的有限元仿真

以H型钢矫直过程为研究对象,建立了矫直辊与型钢三辊弯曲矫直的仿真模型;采用ANSYS软件,对上下、左右挠度和翼缘斜度矫直过程进行了仿真分析,计算了H型钢的应力与残余应力状态,分析了矫直时翼缘与腹板之间产生裂纹的原因,提出了改善H型钢矫直质量的合理工艺方案.     

基于线材轧制成型的三维热力耦合弹塑性有限元研究

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确地模拟出了高速线材中轧区五机架热连轧过程。轧件与轧辊均采用真实尺寸,计算并分析了轧制过程中的金属流动、轧制力、轧制力矩、应力与应变的变化规律,特别是分析了轧件在各道次轧后温度场的分布值,模拟结果准确可靠。基于此可为工艺参数的优化提供依据,也对实际生产有重要的指导意义。     

精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

板带粗轧过程热、力、组织耦合三维有限元模拟

根据某厂2050热带钢粗轧机组轧制工艺，借助物理冶金组织演变模型，利用非线性有限元法开发了热连轧过程热、力、组织耦合三维刚塑性有限元模型。运用该模型对低碳钢SS400的现场实际轧制情况进行仿真计算，得到轧件三维变形场、温度场及显微组织的分布规律。模拟得到的轧制力能参数、粗轧出口温度与现场实测结果吻合很好。     

A Coupled Euler-Lagrange Model for More Realistic Simulation of Debris Denting in Rolling Element Bearings

Abstract

The objective of this study is to investigate the effects of the contamination of lubricants on denting in rolling element bearings. A dynamic, explicit finite element model (FEM) is developed to reproduce and analyse the elastic–plastic response of the surfaces when a spherical particle passes through a heavily loaded contact area. To cope with mesh distortion issues due to the high deformation of the debris along the process, a novel Eulerian approach is used to model the particle. A parametric study is conducted with the coupled Euler-Lagrange (CEL) model to determine the influence of the debris size, bearing loading, friction coefficient, material properties, and relative sliding between the surfaces on the indentation features. The FEM results emphasize the major role of the material properties of the three bodies on the dent geometry, pointing out that the softer surface undergoes more severe damage. In the same way, the protection of one of the surfaces by a specific heat treatment such as nitriding leads to more severe damage on the other one. The results exhibit a direct link between the particle and dent sizes. For large particles, a change in the dent geometry is observed when the deformed particle size overcomes the contact width because the particle is no longer enclosed in the contact and is therefore spread more easily. The model reproduces two important aspects of the indentation in rolling element bearings, which are the asymmetry of the dent and the residual stresses distribution, providing interesting prospects for future work on the fatigue failure caused by these defects.     

管材滚压剪切过程三维弹塑性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对管材滚压剪切过程进行了数值模拟,同时利用单元死活技术对管材的断裂问题进行了模拟,得到了某一时刻变形区的应力、应变的分布云图。根据有限元计算结果,分析了各种因素对滚切力及切口金属流动的影响规律,通过实验验证了用有限元法进行管材滚压剪切过程模拟的可靠性和有效性,为确定合理的刀具和工艺参数提供了理论依据。     

箔带轧制的三维接触有限元分析

基于对三维多体接触问题有限元混合法基本原理及接触面的定解条件和判定条件的分析 ,本文将箔带轧机辊系及轧件组成的辊带系统视为三维多体接触问题 ,建立了接触有限元分析模型。对某厂四辊铝箔轧机初轧工况进行了数值计算 ,求得了辊缝内轧制压力的真实分布规律 ,充分揭示了箔带轧制过程中非轧制辊面存在压靠的事实。最后 ,针对来料板凸度对轧件板形的影响进行了有限元仿真分析 ,得出了与轧制规程图分析法一致的结论     

楔横轧多楔轧制铁路车轴可行性有限元分析

采用DEFORM有限元软件，建立楔横轧多楔轧制铁路RD2车轴有限元模型，进行多楔轧制过程有限元仿真，通过分析三楔同时楔入成形RD2轴的金属流动规律、轧件内部应力状态情况等，进一步阐明楔横轧多楔轧制铁路车轴的可行性。有限元分析结果为实现铁路车轴高效化、节能化、专业化生产提供了理论依据。     

风力发电机滚动轴承多体接触有限元分析

以风力发电机圆柱滚子轴承为对象,利用有限元法对其静力学和动态特性进行分析研究,建立了滚动轴承多体接触几何及有限元力学模型,分析了不同载荷、不同滚子数目及空心度的变化对应力和变形的影响规律,最后,进行了滚动轴承的有限元模态分析。相关方法和结论为风力发电机滚动轴承的设计制造及相关接触问题的进一步研究提供了科学依据和基础数据。     

板材轧制快速有限元在线计算测试分析

采用Intel VTune Analyzers对板材轧制快速有限元在线计算进行性能测试与分析,研究了影响程序计算速度的关键因素,以期对实际生产监控提供指导。测试分析结果表明:程序的并行化程度较好,最耗时间的子程序是Hession矩阵以及计算塑性变形功率和摩擦变形功率的子程序。CPU核数的增加有助于减少程序运行的计算时间。计算过程中最耗时间的函数均是系统自带的无法进行更改,应尽可能地减少调用它们的次数以降低时间损耗。