H型钢多道次可逆开坯轧制过程的三维热力耦合仿真分析

采用三维热力耦合弹塑性有限元方法对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行仿真分析得到了各道次轧件的三维变形结果及三维温度场。详细介绍了有限元模型的建立，材料参数、边界条乍及载荷的定义，对轧件温度场的分布进行了深入分析，并与现场实验数据相比较，模拟结果与实际情沥吻合很好。研究结果为多道次轧制过程的热力耦合分析提供了参考。     

铝合金热轧过程塑性变形分析

根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,获得热轧过程中的数值仿真模型,分析轧制过程中轧件单道次轧制的变形规律以及平均应变率、摩擦因数等参数对轧制变形的影响。计算结果表明,轧件的应变在轧制过程中逐渐增大,并且在轧件表面的应变要大于其中心应变;轧件表面在轧制入口处应变率最大,轧件中心最大应变率发生在接触区约1/3处;轧件表面应变受摩擦因数的影响较大,轧件中心处应变及整体应变率受摩擦因数影响较小。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布,采用有限元软件LS-DYNA,通过三维热力耦合弹塑性有限元方法,在轧辊为弹性体的条件下,对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用,在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象;同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

精轧区带钢热轧热力耦合有限元仿真

根据实际生产工艺,借助MSC.MARC有限元分析软件,建立宽带钢多道次热连轧有限元模型,对宽带钢的轧制过程的温度场、轧制力特性等进行了仿真研究。仿真结果与实测值误差非常小,终轧温度与实测温度误差在±13°C以内,各道次轧制力与实测值误差在±10%以内。在此基础上,讨论不同工艺参数对带钢温度场,轧制力的影响,为优化轧制工艺提供理论依据。     

热带钢连轧多场耦合演变过程有限元分析

根据物理冶金组织演变规律和经验公式，开发了金属热变形过程耦合组织演变的计算模块。结合某厂2050热带钢连轧工艺过程，利用非线性刚塑性有限元法，建立热连轧过程热、力、组织的多参量耦合仿真模型。运用该模型对2050现场实际轧制过程进行模拟计算，分析了轧制过程轧件变形场、温度场及显微组织的演变规律。模拟得到的轧制力能参数、温度、组织分布与实测数据基本一致。     

基于数值模拟的线材轧制成形过程研究

通过对线材热连轧过程传热关系进行分析,利用热力耦合弹塑性有限元方法建立了线材与轧辊的三维数值计算模型,结合热轧生产线的实际情况,对高速线材轧制生产线预精轧区六道次轧制过程中的温度场、轧制力与轧制力矩进行了模拟计算。分析了变形区内温度场的分布和变化规律,探讨了轧制过程中所涉及的几何、材料和边界条件等多重强非线性问题,计算结果为生产工艺制度的改进、工艺参数的优化以及微观组织变化规律的研究提供了理论依据,对现场生产也有重要的参考价值。     

基于线材轧制成型的三维热力耦合弹塑性有限元研究

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确地模拟出了高速线材中轧区五机架热连轧过程。轧件与轧辊均采用真实尺寸,计算并分析了轧制过程中的金属流动、轧制力、轧制力矩、应力与应变的变化规律,特别是分析了轧件在各道次轧后温度场的分布值,模拟结果准确可靠。基于此可为工艺参数的优化提供依据,也对实际生产有重要的指导意义。     

非稳态轧制过程的热力耦合刚塑性有限元模拟

采用三维大变形热力耦合刚塑性有限元法对平板轧制咬入阶段进行仿真,仿真条件与实际轧制过程一致。将仿真结果与实际生产数据进行比较,结果表明采用该方法对非稳态轧制过程进行仿真是可行并且可靠的。研究了非稳态阶段的轧制力分布特点和轧件的变形特点,分析了轧件表面温度对头部厚跃现象的影响规律。     

非稳态轧制过程的热力耦合刚塑性有限元模拟

采用三维大变形热力耦合刚塑性有限元法对平板轧制咬入阶段进行仿真,仿真条件与实际轧制过程一致。将仿真结果与实际生产数据进行比较,结果表明采用该方法对非稳态轧制过程进行仿真是可行并且可靠的。研究了非稳态阶段的轧制力分布特点和轧件的变形特点,分析了轧件表面温度对头部厚跃现象的影响规律。
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板带粗轧过程热、力、组织耦合三维有限元模拟

根据某厂2050热带钢粗轧机组轧制工艺，借助物理冶金组织演变模型，利用非线性有限元法开发了热连轧过程热、力、组织耦合三维刚塑性有限元模型。运用该模型对低碳钢SS400的现场实际轧制情况进行仿真计算，得到轧件三维变形场、温度场及显微组织的分布规律。模拟得到的轧制力能参数、粗轧出口温度与现场实测结果吻合很好。     

窄带钢轧后冷却速度研究及其温度场模拟

通过热模拟机Gleeble-1500对Q215热轧窄带钢在不同的轧后冷却速度下进行了模拟,研究了冷却速度对热轧窄带钢组织性能的影响.根据现场条件,得到了合理的冷速范围.同时,采用MARC对其冷却过程进行有限元数值模拟,分析了冷却速度对钢带温度场分布的影响.对提高产品的强度及韧性,使其适应以后的冷轧工艺提供了帮助.     

7075铝合金厚板多道次蛇形热轧的分析与预测

研究了蛇形轧制工艺参数对铝合金厚板变形与残余应力分布的影响。基于蛇形轧制的咬入条件与本构模型以及边界条件等关键技术,构建了铝合金厚板的单道次蛇形轧制有限元模型,并与相关文献的仿真结果进行了比较,结果显示其相对误差不超过10%。考虑最小、最大压下量均相等的条件下压下量分配对蛇形轧制的影响,建立了多道次蛇形轧制的有限元模型并进行了仿真实验。结果表明:铝厚板应变不是按板厚中心面呈对称分布,慢速辊一侧的应变明显小于快速辊一侧,而且压下量对称递增分配产生的应变最大,单向递增分配产生的应变最小,对称递增比单向递增分配压下量产生的应变平均要高出20%左右。此外,压下量对称递减分配引起的剪切应变最大,单向递增分配引起的剪切应变最小,对称递减分配比单向递增分配压下量产生的剪切应变要高出2倍。     

热连轧机垂直振动的建模与仿真

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象，采用理论分析和试验模态分析，建立了一种较全面的分析热连轧机垂直振动的动态仿真模型。通过计算机仿真并与实际结合，得出轧机异常振动是由于传感器连接杆和传感器壳体的不合理相对运动耦合的结论。最后对传感器壳体进行结构动力学修改，修改后，消除了异常振动，解决了该热连轧机的自激振动。     

内台阶锥形环件轧制三维有限元模拟和工艺优化设计

以Abaqus三维有限元模拟软件为平台，对内台阶锥形环件的轧制过程进行了数值模拟，通过模拟计算揭示了内台阶锥形环件轧制缺陷的形成机理。根据轧制难度分析和有限元模拟结果，对轧制毛坯尺寸和轧制孔型进行了优化。采用铅环件试样在D51—160轧环机上进行了内台阶锥形环件的轧制试验，轧制了合格的内台阶锥形环件。模拟和试验结果表明，轧制毛坯尺寸和轧制孔型优化方案是合理的，基于变形模拟的轧环工艺优化方法是有效的。     

2124铝合金超厚板热轧过程温度场的数值模拟

根据在Gleeble-1500热模拟试验机上得到的数据,在Marc软件中建立了2124铝合金的数据库;采用二维弹塑性大变形有限元法,对该铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律.结果表明:在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈;模拟计算的出口处板坯表面温度(431℃)与实测的表面温度(436℃)吻合较好.     

2400mm铝热精轧机的刚度有限元模拟

应用大型有限元分析软件Abaqus,采用三维弹性静力接触有限元法对2400mm热精轧机的辊系进行了模拟,并得出它的变形,将机架的变形与辊系变形综合考虑,进而得出轧机的整体刚度。经分析得到的轧机整体刚度与现场轧机调试刚度较为接近,可为实际轧制生产和板形控制提供理论指导。     

Computer simulation of dynamic characteristics of tandem cold rolling process

A computer simulation program that can analyze the dynamic behaviors of tandem cold rolling process without laborious experiments in actual mill was developed. By using this simulation program, the stability and accuracy of strip thickness control system were evaluated for various disturbance such as hot band gage, roll eccentricity, and deformation resistance of hot rolled strip. Herein the simulation program was described, and the results of simulation on feedback and feed-forward Automatic Gage Control were quoted as examples showing the effects of analysis on dynamic characteristics.