双切剪剪切过程有限元分析

冷轧连续产线中激光焊机双切剪剪切带钢断面质量对焊缝质量具有重要影响,而焊缝质量的好坏直接影响产线的稳定运行。为此,以某镀锌线激光焊机双切剪为研究对象,通过三维软件对双切剪进行建模,利用有限元软件对剪切过程进行数值模拟,并对比分析了带钢实际剪切断面情况与仿真断面情况、理论剪切力与仿真剪切力、不同剪刃间隙条件下的带钢剪切断面质量。结果表明：带钢仿真剪切断面与实际剪切断面一致;对比2、4、6 mm厚度DP980带钢数值模拟剪切力与诺莎里剪切力公式计算的剪切力,结果相差在5%之内,满足工程实际应用,验证了数值模拟的有效性;通过设定0.05、0.1、0.15 mm 3种不同的剪刃间隙对带钢剪切断面质量进行对比分析,当剪刃间隙为0.05 mm时,带钢剪切断面中剪切带占比最大为42%,毛刺高度最小为0.05 mm,剪切断面质量满足激光焊机对剪切断面的要求,因此在满足工程实际的情况下,剪刃间隙为0.05 mm时带钢剪切断面质量最好。     

液压滚切剪在不同剪切速度下剪切过程数值模拟与实验研究

运用DEFORM-3D软件,模拟了液压滚切剪上剪刃的剪切速度分别为50mm·s~(-1)、75mm·s~(-1)、100mm·s~(-1)、125mm·s~(-1)、150mm·s~(-1)、175mm·s~(-1)情况下的剪切过程,分析了剪切速度对剪切后的钢板断面质量、剪切力及剪切后钢板应力分布的影响,并通过现场实验设定不同的剪切速度对钢板进行剪切,模拟和实验的结果一致,表明当剪切速度在50mm·s~(-1)~100mm·s~(-1)时剪切后的钢板断面质量随剪切速度的增加而越来越好,等效应力的分布情况从比较不规则分散的状态变为均匀集中的状态,当剪切速度在125mm·s~(-1)~175mm·s~(-1)时剪切质量随剪切速度的增加而越来越差,等效应力的分布开始变得不均匀,此外,随着剪切速度的增加剪切钢板所需的剪切力随之增加,其主要原因是剪切速度与钢板的变形抗力成正比,但其增加的幅度不是很大。若仅从剪切速度角度考虑,在其他条件不变的前提下最佳剪切速度为100mm·s~(-1)。     

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%。     

金属板高速剪切断裂数值模拟的研究

针对目前国内常用金属板在剪切过程中剪切效率低、剪切断面质量差及高能耗等问题,提出了一种带有上剪刃几何参数的高速滚切剪剪切方法。重点分析了该种剪切方法对等效剪切应力分布、剪切断面质量和剪切力的影响,并利用DEFORM-3D有限元软件对金属板高速剪切的断裂过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明,优化后的高速剪切可以使等效剪切应力比较均匀地分布于剪切区域,并获得了良好的钢板剪切断面质量;与普通滚切剪进行对比,其最大剪切力在切入阶段和滚切阶段均有一定程度的减小,实现了节能剪切的目的。     

冷轧切边剪薄带钢起筋控制策略研究

2130冷轧带钢工程是马钢"十一五"结构调整500万t钢生产能力系统项目中的重要工程之一。1#重卷线切边剪在生产中存在带钢边部起筋等缺陷,尤其在生产厚度小于0.7mm带钢时,经常在带钢边部发生起筋、翻边等缺陷,影响切边质量,造成经济损失。本文采取现场调研、理论解析、仿真分析和现场调试等开展冷轧切边剪剪切薄带钢起筋控制策略研究。对剪切过程中的带钢进行受力分析:通过理论分析计算、有限元数值模拟以及剪刃侧向间隙、剪刃重叠量等因素对剪切力的影响规律分析,明确了带钢切边剪剪切过程的应力分布规律。针对造成起筋的因素提出了剪切薄带钢起筋控制策略,包括对间隙量、重叠量和带钢厚度等参数进行优化。现场实测结果表明,优化后的参数设定值可以显著减少切边起筋的概率。     

连铸钢方坯液压剪的参数控制及有限元仿真北大核心CSCD

针对传统的液压剪切容易造成连铸钢坯断面质量不佳的问题,提出使用一种45°斜切液压剪进行剪切。首先,建立钢坯和剪刃的剪切模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对45°钢坯液压剪的剪切过程进行了有限元分析,模拟钢坯在弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段时所受的等效应力;其次,采取单一变量的研究方法,分别探究了剪切间隙、剪切温度、钢坯厚度及剪切速度等因素对45°钢坯液压剪剪切质量的影响。结果表明,随着剪切间隙的增加,剪切力先减小后增大;钢坯尺寸每增加5 mm,最大剪切力约增加40~50 kN;钢坯剪切速度增加,最大剪切力随之增加,由此获得了最佳的剪切参数,为钢坯的剪切提供了稳定的剪切力,保证了良好的剪切质量,避免材料的损耗,提高了剪切效率。     

φ407mm冷轧圆盘剪切机间隙和重合度对剪切质量的影响分析

针对国内某钢铁企业冷轧线上φ407 mm双边圆盘剪切机剪切厚度为2.82 mm的带钢时出现切边不齐现象,本文利用有限元分析软件对该剪切系统(剪刃和带钢)进行了CAE分析,以此得出了带钢在被剪切位置的应力分布情况,并根据得出的仿真数据结合力学知识,分析了剪刃间隙和重合度对剪切力大小变化的影响以及剪切过程所产生的边界应力对剪切质量的影响.最后通过经验公式证明了数据的可靠性,并提出了改进剪切质量的措施.     

滚筒式飞剪剪切断裂过程综合分析

以某冷轧生产线上的滚筒式飞剪数据为依据,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对飞剪的剪切过程进行了模拟。对钢板厚度、相对切入深度、剪刃重叠量、剪刃间隙、刀钝半径、剪切速度、剪刃形状不同条件下的剪切力进行了分析计算。结果表明,随着板厚的增加,最大剪切力时刻的相对切入深度降低。剪刃重叠量增大,剪切力略有所增加。剪切速度增大,剪切力将小幅增大。随着板厚的增加,最小剪切力时刻的剪刃间隙板厚百分比增加。随着剪刃钝圆半径的增大,剪切力增幅较大。结果对滚筒式飞剪力能参数计算和结构设计具有参考价值。     

基于ANSYS/LS-DYNA的钢筋剪切过程的数值模拟

剪切刀具是钢筋剪切机的核心部件,是剪切机研究的重要部分。分析钢筋剪切过程中的弹、塑性变形及断裂机理,简述钢筋剪切时剪切力的理论计算公式,以某厂钢筋随动剪切机剪切刀具为参考,建立钢筋剪切有限元模型,对剪切过程进行动力学仿真,分析参数对剪切力的影响,并用实验验证仿真结果的正确性,得出如下结果:增大上、下切刀侧向间隙,剪切力先减小后增大,侧向间隙为0.1 mm时,剪切力最小;增大上切刀刀刃倾角,剪切力减小。研究结果可为剪切机刀具设计与实验设备的安装调试提供理论依据。     

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。     

滚切式剪板机剪切过程有限元分析

滚切剪是一种先进的中厚钢板剪切机,在板材剪切质量和剪切效率方面存在诸多优点.本文以某厂4300滚切剪为研究对象,对滚切剪的剪切模型进行简化,在三维有限元软件DEFORM-3D软件中建立了滚切剪的有限元模型;对该模型进行剪切过程模拟,分析了剪切过程中剪切力的变化趋势.     

切边圆盘剪剪切过程的数值模拟和实验研究

根据钢板剪切过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA建立切边圆盘剪剪切钢板的有限元模型,并进行弹塑性有限元分析。通过仿真计算,获得了钢板剪切过程中的应力-应变状态、变形和力能参数,并在某钢铁集团公司切边圆盘剪上对剪切力进行了测试,结果表明,有限元模拟结果可靠,可作为圆盘剪设计制造的依据。     

镀锌板圆盘剪分切侧向间隙对断面形貌的影响

通过镀锌板圆盘剪分切加工实验,研究镀锌钢板分切断面形貌特征及分切侧向间隙对剪切带、断裂带、塌角、撕裂角、毛刺等特征的影响规律。结果表明,侧向间隙是影响分切断面形貌的关键工艺参数,随着侧向间隙的增大,分切断面的剪切带高度迅速减小,塌角和撕裂角呈线性增大,而毛刺高度则先增大后减小再急剧增大。侧向间隙较小时,分切断面以塑性剪切带为主,表面质量和精度较高;侧向间隙较大时,以粗糙的断裂带为主,表面质量和精度较差;侧向间隙为板材厚度的1.25%～2.50%时,分切断面具有较为理想的表面质量。     

高强钢板冲裁断面质量的分析与优化

为分析高强度钢板在冲裁过程中边缘破裂现象的产生机理,通过实验和有限元数值模拟两个方面研究板料断面质量的影响因素,并进一步改善冲裁断面质量。基于正交试验和灰色关联分析方法,通过冲孔试验和数值模拟分析,研究了冲孔孔径、凸凹模间隙、摩擦因素和冲孔速度等因素对高强度双相钢DP780板料冲孔后断面质量的影响。结果表明:各个试验因素对板料断面质量的影响顺序为:凸凹模间隙冲孔速度冲孔孔径摩擦因素。同时,通过对裂缝边缘图像的观察和对有限元数值模拟的分析,揭示了剪切边缘的应力、应变分布以及边缘形貌的差异,为研究板料破裂提供了一种新方法。     

马钢CSP取样剪剪切能力分析

首先计算出取样剪在剪切12 mm厚度钢板的总剪切力,然后对剪切机构的位置、剪切机构提供的的剪切力与液压缸行程关系以及剪切过程进行了分析,得到剪切过程的剪切力变化情况。经过比较,证明原取样剪无需改造,即可剪切12 mm厚度的钢板。     

精密无毛刺分切圆盘剪侧隙对分切断面的影响

采用精密无毛刺分切即圆盘剪塑性剪切压迫分离工艺方法对镀锌板进行加工,研究了圆盘剪侧向间隙(侧隙)对分切断面形貌和加工硬化的影响。结果表明,圆盘剪侧隙是影响材料加工硬化的关键因素,对分切断面形貌也有一定的影响,随着侧隙的增加,剪切塌角高度先减小后增加,挤压塌角则缓慢减小,塑性剪切区高度逐渐减小,而挤压剪切区则先增大后减小,在侧隙为0.02mm时能够获得较好的分切断面质量。圆盘剪侧隙越小,断面最大硬度值越大、加工硬化层深度越小。断面加工硬化程度与分切断面形貌特征直接相关,硬度值沿剪切方向先增大后减小,在塑性剪切区与断裂区交界处硬度达到最大值。     

X65钢板板端开裂原因分析

对30.2 mm厚X65钢板板端裂纹的成因及其对钢板性能的影响进行了试验与分析。结果表明:板端裂纹产生于钢板的头部及尾部剪切面上,裂纹及其附近未见明显的夹杂及组织异常。钢板剪切过程中较小的剪刃间隙是板端开裂的主要原因,当与剪切方向呈45°的最大剪应力超过钢板剪切强度极限τmax时,钢板端面沿切应力方向开裂。     

特厚钢板射流冲击淬火过程厚向冷速试验研究

利用开发的特厚钢板射流淬火试验装置及多通道温度记录仪,测试了射流速度14.0~23.5 m/s、射流压力0.4~1.0 MPa条件下,84 mm、170 mm厚大断面钢板淬火温降曲线,采用有限元方法建立了三维反传热导热模型和表面换热系数模型,对比分析了射流参数和换热区分布对钢板厚向温降、温度梯度和冷速的影响。结果表明:84 mm厚钢板断面冷速与表面换热系数近似正比关系,射流速度为23.5 m/s时钢板心部冷速达3.7℃/s;170 mm厚钢板表面换热对厚向冷速影响减弱,相应的温度遗传效应和断面厚向温度梯度的影响增强。     

滚切剪剪切力影响因素的分析及有限元模拟

对滚切剪剪切原理进行了分析,得到了影响剪切力的5个主要因素,即钢板厚度、切入深度比、剪切速度、剪切角、剪刃间隙.借助于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,获得了5个因素与剪切力的关系.这能为滚切剪的设计提供理论依据.     

基于机器学习的滚筒式飞剪剪切质量预测

滚筒式飞剪剪切质量与剪刃重叠量、侧向间隙等参数的取值密切相关,参数匹配不当不仅会影响断面质量,也会使刀具磨损严重,甚至出现剪不断的问题。为了预测选定参数下飞剪的剪切质量以选择合理的工艺参数,通过DEFORM-3D仿真了不同工艺参数下的飞剪剪切过程,运用机器学习算法分别对剪切断面质量和整体剪切效果建立了预测模型。测试集在剪切断面质量的预测模型上准确率接近90%,在整体剪切效果预测模型上的误差小于15%,两类模型为现场选择剪切工艺参数和智能化生产提供了理论指导。