环件径向轧制变形规律

使用有限元法对大变形率的环件径向轧制过程的金属变形进行研究,分析了环件轧制过程中内外径的变化规律、累积等效变形、径向流线分布规律及进给速度对其影响.研究发现内外层金属的累积等效变形相对大小取决于变形程度、坯料原始尺寸及芯辊进给速度;同样尺寸的坯料和成品,芯辊进给速度越大,内层的累积等效变形越大;轧制结束后径向流线呈斜"W"形分布,进给速度越大,径向流线扭曲比越大.还给出了简单实用的环件尺寸计算方法.     

纯铜棒材三辊螺旋轧制过程数值模拟

三辊螺旋轧机适合于多品种、小批量、难变形材料的小尺寸管棒材开坯。通过对三辊螺旋轧制辊形设计和轧制过程进行研究,根据轧辊辊形计算方程,获得三辊螺旋轧机轧辊各段辊形参数。采用Simufact.Forming软件模拟了纯铜棒材三辊螺旋轧制过程。结果显示,纯铜棒材在三辊螺旋轧制过程中的变形规律为圆形—三角形—圆形的连续过程,轧件在变形段温度可达360℃左右,在轧辊与轧件接触区域内的最大应力为590MPa,最大等效塑性应变为3.8。轧辊在Z轴方向上所受最大载荷为43k N,而在X、Y轴方向上的最大载荷为350k N。Z方向的轴向力有助于铜棒的轴向咬入和抛出,X、Y方向的径向力主要起到减径和定径的作用。     

20辊轧机轴向调节参数的研究

采用20辊轧机生产薄带和极薄带材时,为得到厚度均匀和板形良好的产品,需要对辊型进行调节。辊型调节方式通常分为径向调节和轴向调节。本文仅对轴向调节——在轧制状态下实现轴向调节的条件及其有关参数间的关系进行了研究。通过理论分析和实验研究,认为将一端带有锥度的第一列中间辊作为轴向调节辊轧制时,在非全静摩擦条件下(也只能在这种条件下)能使其沿轴向移动,改变辊型,从而实现负荷下的轴向调节;并确定了轴向调节速度与轴向力、径向压力及轧制速度等参数的关系。     

精轧开轧温度对Q235B连轧过程的影响规律研究

本文基于ABAQUS/Explicit平台建立了Q235B热连轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了精轧开轧温度对成形环件的应变和温度分布不均匀性以及轧制力能参数的影响规律,同时进行了现场轧制实验的验证。结果表明:随着开轧温度的增加,轧件的温度分布愈来愈不均匀,等效应变分布愈来愈均匀,轧件中部的等效应变增大,轧制力、轧制力矩逐渐减小。     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.      

轧制力参数对斜轧穿孔孔型的影响

为了进行斜轧穿孔模型化研究,分析了二辊斜轧穿孔轧制力对轧辊开度、变形参数和穿孔毛管壁厚均匀性的影响以及顶头轴向力对变形参数和毛管壁厚均匀性的影响。结果表明：轧制力引起的静态轧辊辗轧角变化可以忽略,而轧制力对毛管壁厚的影响很显著。顶头轴向力引起的顶头位置变化对轧件壁厚及其均匀性的影响是值得重视的。     

环件轧制中导向辊运动的研究

以环件轧制过程中环件外径瞬时变化规律为依据,根据环轧过程中体积不变条件及芯辊、导向辊和驱动辊三者圆心的位置关系,推导出导向辊运动的速度和角速度的计算公式;并在Deform-3D软件中模拟导向辊的定位,对比分析了有无导向辊作用下环件的变形过程,同时在模拟中以一种简单有效的方法实现导向辊的定心、归圆作用。模拟结果表明,利用此方法对导向辊进行定位控制,可以使轧制过程稳定。     

双辊驱动大型筒节轧机力能参数计算及影响因素分析

以大型筒节轧机为研究对象,该筒节轧机驱动方式区别于常规轧环机,采用双辊驱动。基于滑移线法建立了大型筒节轧制力能参数模型,重点研究了筒节轧机设备参数和工艺参数的影响。研究结果表明,轧制压力和轧制力矩随环件的平均半径的增大而减小;随进给速度的增加,轧制压力逐渐增大,轧制力矩先缓慢增加然后减小;随上辊直径的增加,轧制压力和轧制力矩增大;随着摩擦系数的增加,轧制压力逐渐增加,轧制力矩逐渐增大。所得结论对于大型环件轧机设备设计和轧制工艺规程的制定具有重要作用。     

整体型钢质高螺旋翅片管轧制过程应变场分析

借助CAD软件完成了模型的建立,通过Deform3D软件对翅片管轧制过程的应变场进行了模拟.模拟结果表明,在轧制过程中,轧件的轴向应变引起轴向的延伸,轴向应变在轧件的外层主要表现为压应变,而在轧件的内壁主要表现为拉应变;切向扩展应变引起轧件内径变化,同时也使轧件产生轴向延伸;径向应变使翅片长高.     

Φ16 mm GCr15轴承钢棒材KOCKS轧机热连轧工艺数值模拟和分析

采用DEFORM-3D三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件对Ф21.5 mm GCr15轴承钢坯料在四架KOCKS轧机连轧成Φ16 mm棒材工艺过程进行了数值模拟。分析了棒材在KOCKS轧机孔型中轧制时的等效应力、等效应变、温度场以及轧制力等轧制工艺参数。结果表明,棒材在KOCKS机组中的变形主要发生在延伸孔型,精轧孔型的变形量较小,尤其在最后一道次;棒材在KOCKS机组中的宽展是不均匀,在靠近轧辊的区域宽展较小,在辊缝处宽展较大并产生鼓形;棒材在KOCKS机组中等效应变已达到芯部渗透,这对保证组织致密度和成品内部质量是非常有利的,现场各道次轧制力的实测值与模拟值的相对误差＜2%。     

无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

摘要：为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题，基于某钢管公司114mm CPE顶管机组的装备和工艺条件，借助于有限元分析软件Simufact，对42CrMo4钢管典型规格111mm×435mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明，顶管过程中，减壁量较大的机架之间存在张力作用，机架减壁量越大，轧件在辊缝处壁厚减薄量越大；轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力，在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大，发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

T91钢热连轧管过程力学参数的有限元分析

应用三维有限元模拟仿真技术,对Φ169 mmx6 mm T91无缝钢管8机架浮动芯棒连轧管过程, 进行有限元模拟与仿真分析,获得各机架横断面等效应力分布以及轧制力、芯棒力和力距的变化特点。提岀 增加前3机架轧制力,降低第4机架轧制负荷,使连轧管过程轧制力参数合理分布     

张力对PQF连轧成形过程的影响机制

 基于PQF限动芯棒连轧孔型及工艺特点,建立PQF连轧全过程三维非线性有限元模型,预报了荒管的尺寸形状和力学性能参数,对比某厂现场数据,两者吻合良好。分析PQF连轧过程中张力的形成机制,研究张力对金属流变规律、中性曲线分布、钢管截面尺寸、设备力能参数等的影响规律,为PQF连轧工艺设定优化和产品质量控制提供理论指导。     

方矩形管端部成型机制

 利用非线性有限元方法,结合实际生产中方矩形管辊压成形过程,建立了有限元仿真模型。基于该模型对7机架实际辊压成型过程进行了模拟运算,得到了成形过程中稳定段处节点位移矢量、应力和应变的分布情况。通过对仿真计算结果的分析,得到管头端面上在角部和边部的过渡区存在着“位移中性面”,在端面上角部和边部的中心处伴有明显的金属“外翻”和“内翻”的情况,仿真结果与现场轧制结果相符。     

基于多目标优化的冷连轧工作辊窜辊优化控制

 为了解决在高速连续生产中前后两卷带钢规格发生变化时,工作辊在线窜动和工作辊锥形段辊形引起的机组频繁断带问题,基于多目标寻优理论构造了工作辊窜辊多目标函数,计算得到了不同辊形下的最优窜辊区间,提高了轧机边部减薄控制效果。根据工作辊窜辊速度动态补偿控制确定不同轧制力条件下窜辊速度优化控制值,减小轧辊磨损和轴向力影响,保证高速轧制过程的稳定,减少带钢在工作辊窜动过程中产生的断带次数,提高了机组作业率和产品质量。     

自动轧管横向壁厚精度研究

摘要：针对自动轧管机轧制薄壁不锈钢管中出现的严重横向壁厚不均问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,对X10CrNiTi18不锈钢管典型规格112mm×4.5mm自动轧管过程进行数值模拟。研究了不同轧辊孔型结构参数、芯棒润滑状态、轧辊孔型磨损及穿孔毛管偏心对自动轧管横向壁厚精度的影响。结果表明：随着芯棒摩擦因数的增大,所轧荒管横向壁厚精度明显恶化;偏心毛管轧制所轧荒管依旧偏心,延伸轧制对穿孔毛管偏心壁厚纠偏能力有限;磨损的孔型修模后,采用负芯补轧制较增大芯棒直径轧制所轧荒管横向壁厚不均度增大;采用三段式圆弧孔型,所轧荒管横向平均壁厚更接近目标壁厚,横向壁厚不均度由原孔型的13.55%下降到9.94%,横向壁厚精度明显改善。     

考虑辊缝变化的板带热轧动态理论模型

精准的轧制模型是生产优质带材的关键,目前常用的热轧模型仅适用于研究静态轧制过程.当面对变厚度轧制及轧机振动等动态轧制过程时,由于常用的静态模型不包含辊缝变化速度参数,因此其模型结构缺乏完整性.为了对动态轧制进行全面深入的研究,需要建立一个包含辊缝变化速度参数的动态轧制模型.基于Orowan方程,同时考虑辊缝变化速度对带...     

Influence of Pass Parameters on Retained Mandrel Rolling Process

 Roller pass is one of the key factors affecting the product quality in the retained mandrel rolling process. The metal flow condition of rolling deformation area was researched using the FEA (finite element analysis) software Marc. The influences of the pass bottom radius, the sidewall radius, the sidewall angle, the roller shoulder fillet radius, as well as the roller gap on the rolling process under the conditions of different friction were discussed. Based on these results, the changes of the workpiece exit width, the mandrel axial force, the rolling force, and the rolling torque associated with various parameters were determined, which would provide the basis for designing the pass and determining the rolling condition reasonably.