热连轧板带精轧变形有限元数值模拟

应用CAE大型通用有限元分析软件ABAQUS,采用热力耦合大变形模拟方法,对热连轧板带7道次精轧过程进行了数值模拟。以某钢铁厂现场实际生产数据为基础,设计板带连轧仿真模型,并定义工艺参数,模拟了板带热连轧精轧机组的生产过程。针对板带在热连轧过程中的变形、应力应变云图和金属流动规律做了模拟分析与计算。计算结果表明,模拟计算数据与现场实测数据基本吻合,为热连轧板带的生产工艺制定提供了可靠的数值模拟依据。     

基于改进HMM的带钢热连轧精轧过程故障检测

针对传统HMM方法故障检测的准确率不高,以及带钢热连轧过程数据的非线性和混合高斯性问题,提出一种利用WT和PCA改进HMM的故障检测新方法。首先,采用小波变换对轧制数据进行去噪处理,并使用PCA将数据的维度降低、数据相关性减小,可以有效减少模型训练的迭代次数,并且能够提升故障检测的准确率;然后,利用期望最大化算法结合观测序列训练得到WT-PCA-HMM故障检测模型;最后,通过模型得出精轧工艺数据的对数似然值即可实现故障检测。结果表明：与传统HMM方法相比,WT-PCA-HMM的故障检测方法不仅能够降低8.1%的误报率,而且减少50%的模型训练迭代次数,为故障的检测提供了新方法。     

带钢热连轧过程轧制力三维有限元模拟

在现代计算机控制的带钢生产中,轧制力的设定极其重要.根据宝钢轧制力模型和现场实测数据,结合热连轧过程中带钢三维变形和热力耦合的特点,应用DEFORM-3D软件建立了带钢热连轧前两个道次的有限元模型,模拟了热连轧过程中两个道次的轧制力变化,并与宝钢模型计算值和实测值进行了对比.结果表明,有限元法计算的轧制力与现场实测数据接近,两者误差在5.0%以内,同时有限元法的计算精度高于宝钢轧制力模型,特别是在第一道次,轧制力计算精度高出4.0%,该模拟为现场轧制工艺参数的调整优化提供了重要的参考价值.     

热连轧粗轧立辊磨损模型的研究与应用

在热轧带钢生产过程中,粗轧立辊会不可避免地出现磨损现象。立辊磨损沿辊面非常不均匀,下线轧辊辊面呈梯形,最大磨损处磨损量可达5 mm。这严重影响了粗轧模型的设定精度,从而使带钢宽度控制精度降低。为了提高模型对立辊的设定精度,对辊面磨损范围各个位置的磨损量进行了分区计算,建立了新的粗轧立辊磨损计算模型。该模型在某1 500 mm热连轧生产线的应用表明,粗轧立辊磨损量计算值与实测值吻合较好,粗轧模型宽度预报稳定、准确。     

注塑成型冷却分析软件前处理模块的系统构架和设计

分析了华塑模拟软件HSCAE冷却分析前处理模块的功能需求和性能要求。采用面向对象的方法，建立了该模块的对象模型、动态模型和功能模型。详细地给出了该模块中各个对象的必需属性和它们之间的继承关系，对该模块里的主要对象的状态及其特定行为也进行了详尽的分析，为同类型系统的设计提供了有效的设计方案。最后通过两则应用实例表明了所开发的软件具有较强的功能和很好的实用性。     

500热连轧窄带钢粗轧工艺优化及有限元分析

针对某500热连轧窄带钢生产线Φ650三辊粗轧机组采用双根轧制代替单道次轧制的优化方案,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Q235B钢优化前、后的整个粗轧过程进行了数值模拟分析。分析结果表明:优化前后轧件断面温度、等效应力-应变分布规律基本一致;特征点温度与实测值吻合良好,前5道次轧件侧面出现了明显的双鼓形;由于采用共轭孔型轧制,上下轧槽直径不对称,轧件上表面应力、应变比下表面略大;对优化前后的轧制力及轧件尺寸进行了分析对比,校核了优化前后粗轧机的主设备能力。优化结果表明优化后的轧线生产能力提高28.47%。     

铸造CAE系统前处理模块的研究

介绍了铸造ＣＡＥ系统中几种常见的前处理方法及其优缺点，开发了一套基于国产三维造型系统ＩｎｔｅＳｏｌｉｄ的网格自动剖分软件，实际应用表明该软件剖分速度快、精度高，对ＣＡＥ系统的推广应用具有重要意义。     

7085铝合金超厚板热连轧过程的宏观场分析

建立7085铝合金流变应力本构方程,并基于MARC软件对7085铝合金多道次热轧过程进行有限元建模与仿真,分析热连轧过程中轧件的温度场及应力应变场的分布及变化规律。对比整个轧制过程中的轧制力仿真结果与基于经典热轧变形抗力解析计算模型预测结果,从而验证了7085铝合金超厚板热连轧过程宏观场仿真模型的可靠性,为生产实践过程监控与工艺参数优化提供理论依据。     

7085铝合金超厚板热连轧过程的宏观场分析

建立7085铝合金流变应力本构方程,并基于MARC软件对7085铝合金多道次热轧过程进行有限元建模与仿真,分析热连轧过程中轧件的温度场及应力应变场的分布及变化规律。对比整个轧制过程中的轧制力仿真结果与基于经典热轧变形抗力解析计算模型预测结果,从而验证了7085铝合金超厚板热连轧过程宏观场仿真模型的可靠性,为生产实践过程监控与工艺参数优化提供理论依据。     

Inconel 718圆钢热连轧温度场的热力耦合分析

采用三维弹塑性有限元方法建立了Inconel718合金圆钢在14个道次热连轧过程中的热力耦合分析模型,并在方坯初始温度为960～1000℃,初始速度为0.15～0.25m·s~(-1)的范围内模拟了轧件中间断面特征点的温度变化。结果得出,轧件芯部温度随初始温度的降低和初始速度的升高而升高;随轧制道次的增加,因初始温度不同而导致的轧件芯部温度的差异会越来越小,但因初始速度不同而导致的轧件芯部温度差异始终存在。     

Analysis of asymmetrical hot strip rolling by the slab method

Two analytical models based on the slab method are proposed to examine the behavior of sheet at the roll gap during the asymmetrical hot strip rolling process. In model I, the effect of shear stress in vertical plane at the roll gap is considered, whereas this effect is neglected in model II. Neutral points between rolls and strip, rolling pressure distributions along the contact art length of rolls, rolling forces, and rolling torques can be calculated easily by these proposed analytical models. The results including rolling pressure distributions, rolling forces, and rolling torques by both models are compared. The rolling pressure distribution predicted by model I shows that a “pressure well” develops in the cross shear region. On the other hand, no “pressure well” is predicted in model II. Furthermore, the rolling forces predicted by model I are always lower than those measured in the experiment, whereas those predicted by model II are always higher. However, the averages of the values predicted by model I and II are in fairly good agreement with the experimental data. Thus this analytical approach can offer useful knowledge in designing the pass schedules of the asymmetrical hot strip rolling processes.     

考虑一道次动态再结晶的二道次热轧仿真

借助ANSYS/LS-DYNA显示有限元分析软件,在双道次热模拟实验的基础上,分别采用忽略一道次动态再结晶的材料模型,和考虑一道次动态再结晶的材料模型,对09CuPTiRE钢的二道次热轧过程进行了三维弹塑性有限元动态模拟。模拟结果表明,一道次动态再结晶,使二道次热轧的应力应变场发生了显著的变化,基于热模拟实验的二道次本构模型,能够正确反映一道次动态再结晶组织演化对二道次热轧变形的影响,基于该种材料模型的二道次热轧仿真模拟,具有较高的精度。     

热带钢粗轧机组温度场有限元模拟

针对宝钢2050mm热轧带钢粗轧机组的轧制工艺条件，采用有限元法建立了热应力耦合二维温度场有限元仿真模型，并模拟了全过程。给出了带钢沿厚度方向各处温度随时间的变化曲线，得出了高压水除鳞、接触传热对板材温度场的影响模型。同时给出了各道次轧制力计算结果。模拟得到的粗轧段出口温度及轧制力与宝钢现场实测数据值相吻合。     

FEM analysis for hot rolling process of AM60 alloy

The rolling of AM60 sheets for 50%reduction was analyzed with DEFORM to investigate the hot deformation process. The simulated results show that the sheet velocities at the entrance(21 mm/s) and at the exit(37 mm/s) are less and larger than roll velocity,respectively.From the entrance to the neutral point,the velocity at the sheet surface is greater than that at the middle point of sheet in thickness,while that from the neutral point to the exit shows the opposite pattern.The effective strain of the shee...     

Dynamic explicit FE modeling of hot ring rolling process

1Introduction Ring rolling is an advanced process typically used to manufacture parts with revolved geometries.It makes use of rotating rolls to press a ring continuously and locally,causing the wall thickness of the ring to reduce,the diameter to expand …     

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.     

镁合金热连轧过程数值模拟

针对镁合金热连轧过程中已发生边裂的问题,采用ANSYS变形热力耦合数值分析法,对 AZ31镁合金板在350℃、0．5 m·s-1轧制速度下的三道次连轧过程进行了有限元模拟,并应用LS-DYNA后处理器对轧制过程中镁板不同部位的温度、应力分别进行了分析,并对模拟结果进行实验验证。研究结果表明：热连轧过程中,首道次镁板温降值较大,而且不同位置的温降幅值不同;此外,轧制过程中镁板边部中心层应力始终大于中部表层应力值。轧制过程中温度的不均匀变化以及边部应力集中使得镁合金在热连轧过程中易于发生边裂。     

Thermo-mechanical coupled analysis of hot ring rolling process

A 3D rigid-plastic and coupled thermo-mechanical FE model for hot ring rolling（HRR） was developed based on DEFORM 3D software, then coupled heat transferring, material flow and temperature distribution of the ring in HRR were simulated and the effects of process parameters on them were analyzed. The results show that the deformation nonuniformity of ring blank increases with the increase of the rotational speed of driver roll and friction factor or the decrease of the feed rate of idle roll and initial temperature of ring blank. The temperature nonuniformity of ring blank decreases with the increase of the feed rate of idle roll or the decrease of initial temperature of ring blank and friction factor. There is an optimum rotational speed of driver roll under which the temperature distribution of ring blank is the most uniform. The results obtained can provide a guide for forming parameters optimization and quality control.