大圆钢轧制三维塑性变形有限元模拟

使用ANSYS/LS-DYNA通用有限元分析软件对大圆钢轧制过程进行了模拟仿真,得到了采用单圆弧成品前椭圆孔型的大圆钢轧制的等效应力场、等效应变场,分析了轧件横截面的等效应变和等效应力分布情况.成品前孔型改为双圆弧椭圆孔型后重新模拟轧制过程,把模拟结果进行比较,得出采用双圆弧成品前椭圆孔型有利于改善成品道次的应力、应变分布.     

三辊辊模拉拔的变形力学研究

本文对三辊辊模拉拔的变形力学问题进行了研究。通过引入数值解析法对辊模拉拔的辊拉力和辊压力进行了理论解析。同时,对变形区内的应力应变分布特征作了较详细的分析。现论解析和实验结果表明: 1.实验与理论解析的结果一致。 2.拉拔条件对辊拉力和辊压力有影响,其中,后张力影响较强,润滑条件影响较弱。辊模拉拔辊拉力明显小于固定辊模拉拔。 3.辊模拉拔的宽展受拉拔条件影响,自由辊模拉拔宽展大于固定辊模拉拔。 4.辊模拉拔变形区内的应力应变分布特征完全不同于固定辊模拉拔,而倾向于轧制过程。 5.进行了三辊辊模拉拔螺纹钢筋的实验,拉出了φ4.0mm螺纹钢筋。     

钢丝拉拔过程损伤模型及模拟计算

  为研究材料拉拔成型过程中的损伤问题,以1860MPa级PC钢绞线为研究对象,运用损伤力学理论分析了钢丝拉拔成形过程,采用ABAQUS软件建立了钢丝拉拔成形过程的材料损伤有限元模型,并利用该有限元模型计算了拉拔形变过程中材料损伤的演化规律。计算结果表明,钢丝经单道次拉拔形变后,材料损伤值呈周期性分布,其损伤最大值始终出现在某几个节点上。随着形变量增加,钢丝损伤值也逐渐增加,从第1道次的0.0034逐渐增加到第8道次的0.0136,但增加的幅度逐渐减小。对于模具顶角为8°钢丝拉拔,单道次压缩率为16%～18%,损伤分布也较均匀,最大损伤值也较小。     

立辊形状对边角部金属流动的影响规律

以梅钢热轧机组的粗轧板坯边部出现"黑线"为背景,对不同立辊形状的五道次可逆立-平轧制过程进行了数值模拟.结果表明,孔型立辊轧制可更好地抑制双鼓形的产生;在相同的轧制工艺条件下,孔型立辊轧制的翻平量大于平立辊轧制的翻平量;轧制过程中,低温、高应力应变状态的金属在轧件边部的累积最终可能导致轧件边部沿长度方向产生"黑线"缺陷;立轧具有一定的修复微小缺陷的作用,从而改善和提高了带钢的边部质量.     

超高强度钢丝拉拔硬化行为的研究

为了探索超高强度钢丝拉拔过程中的硬化行为,采用日本KSC72原料以及"多道次、小压缩率"的方法将钢丝拉拔至不同直径,利用静态拉伸测试钢丝的抗拉强度,并通过数值拟合研究抗拉强度与真应变的关系,采用SEM对钢丝横截面组织进行观察分析。     

活套式和直进式钢丝连续拉丝机

西德Koch公司制造的反拉力连续干拉式拉丝机,拉拔钢丝直径0.8～8.0mm。在直进式拉拔条件下,每个卷筒的速度随模孔的磨损面变化,在前后模座的中间设置摆动辊,钢丝在摆动辊上缠绕一圈,随辊摆动而自动调节活套长度。最近该公司在粗钢丝拉拔机上采用压辊代替摆动辊,压辊不改变电机的电流,而只用于确定钢丝上的拉力。因此钢丝实际上没有缠绕辊子的作用。     

SWRH82B钢丝拉拨过程抗拉强度预测模型

对中冶和新余的两批线材８道拉拔试样的强度与压缩率、截面直径、真应变的关系进行分析，并与目前常用的钢丝拉拔后强度预测公式对比，比较各公式的优劣，在此基础上，利用神经网络方法建立适合ＳＷＲＨ８２Ｂ的强度预测模型，给出基于此模型的强度随压缩率和钢丝断面直长的变化预报值。     

不同道次压缩率及模具工作锥角度对冷拉拔钢丝性能的影响

利用ZWICK-Z005拉力试验机和EJJ-1型线材扭转试验机分别对3种模链和两种不同模具工作锥角度拉拔的钢丝进行了破断力和扭转的测试,并分析了其力学性能的规律。结果表明：总压缩率相同的情况下,道次压缩率越大,拉拔后的钢丝强度越高,破断力越大;第一道次对钢丝的韧性有较大影响,降低第一道次的压缩率,可以有效改善钢丝的韧性;9°模具的单丝比11°模具的单丝抗拉强度高,扭转值相当;跟踪9°和11°模具的单丝的生产状况,9°比11°湿拉模具损耗高,捻制效果相近。     

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%。     

多道次立-平辊轧制立辊孔型对轧件头尾形状影响的有限元分析

 利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法模拟了不同立辊孔型下多道次立 平辊轧制过程,对轧后各道次的轧件头尾形状进行了分析。结果表明：采用平立辊轧制时,轧件影响深度比采用孔型立辊时小,且轧件尾部出现尖角,而采用孔型立辊时未出现;采用孔型辊时,孔型立辊底部导角大小对轧件头尾形状影响较小,且轧件伸长率比采用平立辊时大。同时,平立辊轧制过程头尾情况与用铅实验值吻合较好,说明了本次分析的正确性。     

两辊楔横轧等内径空心轴产生椭圆原因的数值模拟研究

针对两辊楔横轧等内径空心轴轧件易产生椭圆的问题,采用有限元数值模拟方法,研究了两辊楔横轧等内径空心轴的轧制成形过程及应力应变情况.结果表明成形过程中轧件的径向压缩和轴向流动不匹配,造成金属切向流动显著、圆周长大,这是椭圆形成的主要原因.      

板带在排辊成型过程中的仿真研究

通过采用大型非线性有限元软件Marc对板料的排辊成型过程进行了模拟,获得了板带各机架截面处和沿板带纵向的等效应力分布规律。分析了排辊对板带接触作用的成型特点,为排辊成型机组的孔型设计以及排辊调整提供了理论依据。     

拉拔方向对钢丝性能的影响

通过静态拉伸、扭转试验来研究钢丝经过正向拉拔与各道次依次反向拉拔后的力学性能,并借助电阻率测试钢丝内部组织的变化。研究表明:绝大部分情况下,随着压缩率的上升,电阻率增加,并且正向拉拔的电阻率大于反向拉拔,说明反向拉拔可影响材料内部缺陷,与正向拉拔相比缺陷减少;反向拉拔的抗扭强度、强塑积高于正向拉拔,说明反向拉拔后钢丝的综合力学性能得以提高;且通过各性能指标的对比得出最佳换向压缩率,进行数据拟合得出了最佳换向压缩率计算公式。     

线材减定径机辊环在轧制过程中的应力状态及开裂原因分析

针对线材减定径机辊环的使用工艺状况,采用有限元方法分析轧制过程中的应力状态,探讨辊环产生裂纹的原因。减定径机辊环在轧制中的应力状态呈两向压应力和一向拉应力,沿孔槽的等效应力值分布从槽底向槽口逐渐减小,且不同孔型形状和孔型充满率沿孔槽的应力分布变化不同。由于其特有的孔型形状和不同于椭圆孔、圆孔的应力值分布,扁圆孔(Lemon孔)辊环极易产生裂纹甚至开裂。     

Φ80mm热轧圆钢精轧过程有限元模拟

唐钢长材部大型钢车间采用BD1、BD2、F1二辊可逆式轧机轧制Φ80 mm圆钢,通过热拉伸试验得出Q275B钢在不同温度、应变速率下的应力-应变曲线。为验证孔型系统及轧制规程的合理性,采用有限元分析软件ABAQUS模拟Φ80 mm圆钢精轧机各道次轧制过程,基于模拟结果中孔型充满情况改变成品孔型辊缝设置,消除成品缺陷,提高成品表面质量和尺寸精度,模拟轧制力低于轧机最大轧制力,轧机不会由于过载而跳闸。基于此模拟结果开发的Φ80 mm圆钢,成品表面质量良好,尺寸、弯曲度均符合国家标准。     

工艺参数对铝合金微槽道挤压成形的影响

将热处理后的1050铝合金拉伸试样进行等温拉伸试验,获得真实应力-应变曲线,使用Deform-3D软件模拟1050铝合金微槽道的挤压成形过程。分析挤压速度、摩擦因数以及槽道宽高比这些关键工艺参数对材料等效应力-应变曲线分布的影响。结果表明,随着挤压速度和摩擦因数的增大,材料等效应力和应变均变大,变形不均匀性增大;随着槽道宽高比的变大,材料的等效应力和应变整体呈现上升趋势,微槽道板筋处出现了明显的应力集中现象,变形不均匀。根据模拟结果,选取最优参数进行1050铝合金微槽道挤压成形模拟试验,结果显示材料的流动均匀性更好,成形过程更加稳定,所得零件表面精度显著提高。     

高速线材减定径多道次孔型轧制有限元分析及工艺参数优化

采用显式动力学有限元方法对高速线材减定径多道次孔型轧制进行了模拟分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的宽展变化、等效应变及残余应力的分布、各道次轧制过程中的轧制力及道次间张力变化。根据分析结果,对轧制工艺参数进行了优化,通过调整工艺参数,各道次轧件断面得到了优化,各道次间实现了微张力连轧关系。     

20CrMnTi齿轮钢棒材热连轧有限元模拟

通过对棒材热连轧过程的分析,建立了20CrMnTi钢800~1150℃,变形量0~0.8,应变速率0~3 s^-1的Hensel-Spittel流变应力模型;利用LARSTRAN/SHAPE有限元软件模拟了20CrMnTi从200 mm×200 mm的方坯经8道次连轧为Φ90 mm圆棒的过程,分析了轧件在圆弧侧壁的圆孔型和直线侧壁的圆孔型下轧制过程中的应力场、应变场、温度场和轧制力及力矩的变化情况。模拟结果表明,轧件圆角部位等效应力、等效应变较大且温度较低,容易出现轧制质量缺陷;圆弧侧壁的圆孔型轧制圆钢时的精度略高于直线侧壁的圆孔型。     

基于数值模拟的铝导线拉拔及模具结构优化

为了探究不同参数铝合金导线拉拔过程的变形的影响,以直径3.93 mm规格纯铝杆为研究对象,采用数值模拟的方式分析对比截面比、模具入口角度和摩擦条件对拉拔后线材变形情况的影响。结果表明,拉拔后的线材应变范围为0.7～2.2,截面比和入口角度能够明显改变拉拔后线材的应变分布,但摩擦系数对拉拔后线材的等效应变影响较小。     

钢板桩轧制过程充型模拟及轧制力有限元分析

采用二辊可逆式轧机和万能轧机组轧制钢板桩(/%:0.12～0.22C、0.15～0.55Si、0.80～1,50Mn)。通过热模拟试验得出该钢在980～1 030℃、变形速率0.5～5.0-1 时的应力-应变曲线。借助ABAQUS软件,采用弹塑性有限元法对钢板桩轧制过程进行了三维热力耦合模拟。针对生产中出现的轧机过载问题,分析了轧制过程各道次的轧制力,通过改变相关道次孔型辊缝改善了充型和降低轧制力。