双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究

本文实现了对国内唯一一架双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究。采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热连轧过程。利用有限元理论建立了板材热连轧模型,应用MSC／MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化。计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热连轧过程的数值模拟。     

双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究

实现了对国内唯一一架双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究。采用弹塑性大变形热力耦舍有限元法研究板材热连轧过程。利用有限元理论建立了板材热连轧模型，应用MSC／MARC软件进行计算，重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化。计算结果与实际生产情况相吻合，同时表明有限元理论可以实现对板材热连轧过程的数值模拟。     

板材轧制过程轧制力刚塑性有限元快速计算

 为了满足板材轧制过程在线控制快速计算的要求,首先建立了板材轧制平面应变刚塑性有限元能量泛函。其次,通过合理的简化建立了只考虑变形区的快速有限元模型,且对有限元建模的关键问题包括中性点、第一类速度奇异点和刚性区等进行了处理。最后,开发了板材轧制快速计算有限元程序,并且利用现场轧制数据测试了快速有限元程序的计算速度和精度,结果表明计算速度和精度满足在线快速计算的要求。     

板带热轧过程中温度场的三维热力耦合有限元模拟

采用弹塑性大变形热力耦合胡了法研究了板带热轧过程，应用有限元软件MARC的二次开发技术建立了板带轧制模型，重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度分布和温度变化过程，计算结果与实验结果比较符合。     

316L/EH40不锈钢复合板变形行为及初始层厚比设计

应用MSC.MARC软件建立不锈钢复合板热轧成形三维热力耦合有限元模型,对不锈钢复合板热轧过程进行数值模拟,研究压下量、变形温度和初始层厚比对轧制复合变形区EH40层和316L层厚比变化规律的影响,得到了在轧制复合变形区内双金属分层变形量和层厚比变化情况的分布规律。根据数值模拟结果,建立了复合板各组元变形量与压下量的近似关系式,得到了初始层厚比计算的经验公式。通过试验与经验公式计算出的初始层厚比进行对比验证,得出层厚比误差在10%以内,有效控制了复合板层厚比精度。     

窜辊对热轧轧辊变形及轧件凸度影响的有限元分析

应用有限元分析软件LS—DYNA．采用弹塑性有限元法对四辊热轧轧件的轧制过程进行了模拟,并分析了轧后板形情况。计算模型耦合了支撑辊与工作辊之间受力、工作辊与轧件之间受力及其三者之间的变形问题,使计算结果更精确可靠。通过模拟总结出了轧后轧件凸度的变化特点,得出了窜辊对轧后轧件凸度的影响;通过对工作辊变形的分析,得出了工作辊变形对轧件凸度的影响。该仿真模拟过程对于实际生产具有指导意义。     

Ti3111钛合金厚板轧制过程数值模拟

结合实际的生产工艺,利用simufact.forming软件对Ti3111钛合金厚板热轧工艺进行了数值模拟。本文从温度场、轧制力两方面,证明了有限元模型的可靠性和准确性较高;研究了在稳定轧制阶段不同压下量、轧制速度等变形参数对轧制力和温度的影响规律和坯料的应力应变场、温度场变化及材料流动变形规律,为钛合金厚板热轧过程的工艺参数优化提供了基础理论数据。     

热塑有限元的理论分析及应用

利用热塑有限元对板材轧制过程进行模拟计算,能够计算轧制力、轧制力矩、辊形、板形等参数,对板材轧制起到定量计算的作用。热塑有限元在板材生产中能计算最佳辊型、板形、弯辊力、串辊位置以及压下制度,达到提高成材率、提高板材质量的目的。热塑有限元是一种三维的弹塑性有限元,它应用的本构方程是由试验数据回归得来的,使用了加工硬化、拉拔效应等计算方法,计算结果精确。     

热轧张力观测器模型的研究与构建

张力观测器模型是微张力控制模型实现的基础,本文提供了一种精确的热轧机架间微张力预报的方法。采用新张力计算模型,结合轧制过程中轧制力臂变化,基于以弹性变形理论为基础的张力方程,设计出张力动态变化的计算方法,由此构建新的热轧微张力控制过程的张力观测器,在生产应用中取得了良好的效果。     

高强度钢板热轧应变分布的计算和模拟

本文基于大变形弹塑性原理,采用隐式静态有限元法分析了压下量和轧制温度对高强度钢Q500D板材热轧应变分布的影响,得到了在不同压下量和轧制温度下塑性应变的分布规律,并将计算结果与实际热轧试验所得的数据进行了比较,相当吻合,证明此种模拟方法对于制定轧制工艺具有一定的指导意义。     

Prediction of Velocity and Deformation Fields During Multipass Plate Hot Rolling by Novel Mixed Analytical-Numerical Method

 An integrated mathematical model is proposed to predict the velocity field and strain distribution during multi-pass plate hot rolling. This model is a part of the mixed analytical-numerical method (ANM) aiming at prediction of deformation variables, temperature and microstructure evolution for plate hot rolling. First a velocity field with undetermined coefficients is developed according to the principle of volume constancy and characteristics of metal flow during rolling, and then it is solved by minimizing the total energy consumption rate. Meanwhile a thermal model coupling with the plastic deformation is exploited through series function solution to determine temperature distribution and calculate the flow stress. After that, strain rate field is calculated through geometric equations and strain field is derived by means of difference method. This model is employed in simulation of an industrial seven-pass plate hot rolling process. The velocity field result and strain field result are in good agreement with that from FEM simulation. Furthermore, the rolling force and temperature agree well with the measured ones. The comparisons verify the validity of the presented method. The calculation of temperature, strain and strain rate are helpful in predicting microstructure. Above all, the greatest advantage of the presented method is the high efficiency, it only takes 12 s to simulate a seven-pass schedule, so it is more efficient than other numerical methods such as FEM.     

热轧层流冷却集管中流场有限元模拟及冲击压力的理论计算

冷却集管及喷嘴的结构和安装对于热轧板带层流冷却效果有重要的影响。利用ANSYS有限元分析软件，对用于热轧板带层流冷却系统的U形集管和用于中厚板层流冷却系统的直集管的流场进行了三维稳态数值模拟，得到了管内流体的流动特性。同时，运用流体力学原理，对冷却管路系统进行了理论计算，得到了喷嘴出口处的水流速度以及作用于钢板表面的冲击压力。此外，利用标准C语言对计算过程编制程序。计算结果有利于提高冷却的均匀性及效率，对于层流冷却系统集管装置的设计及选型具有一定的指导作用。     

不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72 mm Q235钢基板和14 mm 304不锈钢复板11道次变形至12 mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

Finite Element Simulation of Hot Strip Continuous Rolling Process Coupling Microstructural Evolution

 Using the nonlinear rigid viscoplastic finite element method (FEM), a finite element simulation of the hot strip continuous rolling process was done, which completely integrates different phenomena such as the metallurgical behavior of the strip and the thermo mechanics in the strip based on the physical metallurgical microstructural evolution law. By combining with the process parameters of certain 2 050 mm hot strip rolling, an actual rolling process of low carbon steel SS400 was simulated using the FEM model. Based on the simulation results, the distributions of the strain field, the temperature field, and the microstructure were presented. Meanwhile, the simulated rolling force, temperature, and microstructure are in good agreement with the measured results.     

4不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72mm Q235钢基板和14mm 304不锈钢复板11道次变形至12mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

根据宝山钢铁集团公司2050 板材热轧生产工艺,采用弹塑性有限元法建立了热力耦合非对称轧制仿真模型.利用该模型分析了非对称轧制过程的非对称机理,研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差对板材头部翘曲的影响规律,同时实现了通过调整辊速比控制厚向非对称温度分布造成的板材头部翘曲.根据不同工艺参数下控制部翘曲的计算结果,利用Matlab程序回归建立了控制上下表面温差引起板材头部翘曲的辊速比设定数学模型.     

冷轧高强集装箱板轧制稳定性控制技术

 冷轧高强集装箱板由于其屈服强度、成形性能及尺寸精度的要求,对冷轧轧制稳定性和板形控制提出极大挑战。针对某钢厂薄规格冷轧高强集装箱板生产过程存在的肋浪和边裂情况进行分析,采用试验方法研究了热轧带钢库区冷却过程对钢卷温度及性能均匀性的影响,利用数值模拟的方法研究了该钢种在UCM机型冷轧轧制过程中带材变形特征,揭示了带材浪形和边裂的并发机理,同时分析了不同工艺对带钢变形均匀性的影响规律。结合理论及仿真分析,提出了针对热卷性能均匀性及酸轧轧制稳定性的优化方案,改进后冷轧板形质量明显提高,带材边裂缺陷完全消除,冷轧高强集装箱板的轧制稳定性及产品质量均得到大幅提升。     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程有限元模拟

针对热轧带钢粗轧段大立辊侧压调宽轧制的生产特点,利用ANSYS/LS-DYNA建立立辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算不同工艺条件下轧件的变形规律,重点分析横截面形状(狗骨形)变形特点,以及宽展变形特点,所得结果与现场情况吻合,证明所建模型及计算结果可对现场工艺制定提供指导作用。