棒材热轧制过程的数值模拟

首先建立了棒材热轧制过程的数学模型。以某钢厂棒材轧线180 mm×180 mm坯料为研究对象,进行1/4建模和模拟计算。结果显示,模拟值和实验值误差在5%以内,粗轧过程中坯料温降较快,中轧过程中坯料温降较慢且逐渐趋于平缓,精轧过程中截面平均温度和中心温度一直上升,精轧后的断面温差相对较大;椭圆孔轧制后的表面温度均匀性要好于圆孔轧制,出炉温度越低,轧制过程中温度越低,随着轧制速度的增加,轧件表面温度逐渐增加,精轧阶段孔径越小,轧制后的轧件表面温度越高。     

楔横轧轧制螺纹轴应力状态研究

提供了楔横轧轧制螺旋轴类件模型,并通过DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制梯形齿形截面螺旋轴类件的成形过程,对轧件成形过程中两个重要变形阶段(成形段和精整段)的应力分布及变化规律进行详细分析.得到了轧制过程工件内部不会出现心部疏松等缺陷的结论,该应力变化规律为楔横轧轧制螺旋件的深入研究提供了理论依据.     

高线中轧区的辊缝调整

中轧区辊缝调整不当易使轧件在进一步扭转及后续轧制过程中产生表面折叠,为了减少折叠缺陷的产生,确定了高线中轧区合适的宽展模型,在满足孔型充满度条件下计算出辊缝调整的极限区间。参照辊缝调整区间,建立合理的有限元模型,模拟轧件在高线中轧区轧制变形过程,根据模拟结果,分析轧件变形及金属局部流动状况。研究发现,当中轧区辊缝超出调整范围时,金属横向变形过大,轧件容易产生耳子。辊缝调整范围在实际应用后发现可以有效减少表面折叠。     

锥形细长阶梯轴的三辊楔横轧楔形设计及模拟分析

为了解决锥形细长阶梯轴车削加工困难的问题,针对可拆卸穿墙螺栓锥形细长阶梯轴类零件的三辊楔横轧成形工艺进行分析研究。通过轴向轧制力理论计算和有限元模拟分析,得到了三辊楔横轧轧机在轧制非对称轴时的各楔起楔位置,并给出了适合的展宽角β、楔数和坯料尺寸。分析了轧件在三辊楔横轧轧制工况下的非对称轴轧制成形过程中各阶段的应力场和应变场分布状况,以及轧件内部的材料流动速度场和位移场。得到了轧件各特征点的应力应变在整个轧制过程中随时间的连续变化规律。     

热连轧带钢温度场的有限元分析

采用确定热轧温度场的有限元计算模型及实测轧制过程中实测点的温度值、精轧各道次轧制压力值,对热辐射传热系数、喷水冷却传热系数、接触热传导系数及塑性功转热率进行优化计算,在此基础上,得到了轧件温降及其内部温度分布规律。     

楔横轧多楔成形等直径轴类件内部疏松的理论与实验研究

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对楔横轧多楔成形等直径轴进行了数值模拟与分析。根据轧制过程中特征点的应力变化规律,确定了楔横轧多楔轧件内部容易发生疏松的位置是在靠近外楔起楔的中心区域,并分析了多楔轧件内部出现疏松的原因。通过轧制实验对轧件内部疏松进行了研究,实验结果和模拟结果吻合。研究结果为楔横轧多楔精密成形长轴类零件时减少轧件内部疏松提供了理论指导。     

热卷箱工艺控制的改进

针对华菱涟源钢铁有限公司2250热板厂在使用热卷箱轧制时轧制状态不稳定和产品质量下降,以及使用热卷箱轧制时轧件头尾温差反而增大的问题,通过优化工艺设备布置、温度控制模型、精轧过程控制模型等,实现了有热卷箱轧制模式与无热卷箱轧制模式的自由切换,并将有热卷箱轧制模式下的轧件精轧出口温度波动控制在一个较小的范围内.     

交变次数对楔横轧心部疏松的影响

应用ANSYS-DYNA有限元软件,对楔横轧轴类件进行轧制过程的模拟,以轧件1／2半径点的应力循环变化行为为基础,得到轧件中心截面的交变次数。选取了典型轧制实验模型与有限元分析结果做比较,得到交变次数对轧件心部疏松的影响规律,为深入研究楔横轧的疏松机理提供了依据。     

凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析

提出了一种凸轮轴楔横轧成形新工艺,得出了楔横轧成形凸轮轴轧辊的辊形曲线和轧齐曲线.利用三维有限元软件DEFORM-3D对凸轮轴成形进行了数值模拟,在模拟轧制过程中,轧辊楔面排料的同时轧件上的凸轮轮廓也被轧辊上的凸轮凹槽逐渐轧制生成,并且逐渐被轧齐,得出轧件应力、应变场在凸轮顶端和芯部较小,在与轧辊楔面接触处最大,呈非对称分布的特点.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制凸轮轴是完全可行的.     

热连轧铝温度场数值模拟及工艺参数影响分析

采用二维交替差分法建立了铝热连轧轧件温度计算模型,同时采用粒子群算法对模型参数进行了优化。经验证,优化后模型的计算精度在10℃以内;利用建立的温度模型研究了铝板带在热轧生产过程中的温度场变化规律,并分析了工艺参数对轧件终轧温度场的影响。研究结果表明,粗轧区轧件温度分布主要由接触导热与轧件内部的热生成两者共同决定,而精轧区还要受到乳液喷淋的影响;轧制速度越大,轧件终轧温度越高,横向温差越大;处于相同机架间的冷却集管的冷却能力几乎相同,而处于不同机架间的冷却集管,随着机架数的增加,冷却能力增强,横向温差随着开启度的增大而减小;轧件宽度对轧件终轧温度的影响很小,而横向温差随轧件宽度的增大而增大;随着乳化液温度的升高,轧件终轧温度升高,而乳化液温度对轧件横向温差没有影响。     

中厚板轧后冷却温度场模拟软件的开发

开发了中厚板轧后冷却温度场模拟软件,介绍了该软件的数学模型,分析了影响中厚板轧后冷却温度场的主要因素。该软件界面友好,操作简便,为中厚板轧后冷却设备的设计与开发提供了依据。     

多道次立-平轧制热力耦合有限元分析

结合显式动力学有限元方法、几何模型更新方法、隐式静力有限元方法对立-平辊轧制过程三道次三维热、力场进行了分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的温度变化及其原因,并给出了轧件等效应变的分布、各方向应力场的分布。研究结果可以用来分析轧制过程中轧件缺陷变形行为,同时为研究多道次轧制过程和复杂断面轧件轧后冷却过程变形行为提供了新的方法。     

热轧带钢轧制全程三维热力耦合仿真分析

通过三维热力耦合弹塑性有限元方法,对1250mm×20mm热轧带钢整个轧制过程进行了仿真分析。介绍了轧制过程分段处理方法及边界条件的设置,获得了轧制全程的轧件温度场及变形结果。通过温降曲线 与现场的测试数据进行对比,仿真分析结果与现场实际情况基本吻合,能够为实践生产提供理论参考。     

基于ANSYS的热轧工作辊温度场的有限元分析

根据宝钢1880热轧工作辊实际的边界条件,利用有限元软件ANSYS建立了热轧工作辊的二维温度场有限元模型,通过将模拟结果与现场下机后工作辊表面温度实测数据的比较,验证了模型的可靠性。在此基础上,研究了工作辊表层温度及中心温度的变化过程,模拟结果表明,轧辊旋转一周的过程中,辊面的最高温度可达525℃;每块带钢轧制过程中,辊面的最高温度在轧辊旋转6～8周之后不再增加;整个轧制过程中轧辊中心温度基本保持上升趋势。通过修正现场热凸度补偿模型参数,提高了带钢板形质量,降低了产品的封锁率。     

20MnSi棒材轧后分级水冷过程温度场有限元模拟

对20MnSi棒材轧后分级控制冷却过程温度场变化进行了有限元模拟仿真并与CCT曲线相结合,获得了棒材在分级控冷条件下温度-时间历程曲线及其组织变化特点,为优化控冷工艺方案提供了理论依据.     

AZ31B镁合金中厚板轧制热力耦合场数学模型

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对铸态AZ31B镁合金圆柱试样进行了宽范围变形条件下的热压缩试验,拟合热压缩试验数据,针对镁合金应变软化特性建立了一种新的热力本构模型;依托于Deform-3D对镁板的实际热轧过程进行了热力仿真分析,依据轧制理论假设、宏观连续介质力学以及热力学原理,采用数学解析的方法建立了镁板热轧制区域中的应变、应变速率值分布模型以及三维温度场、应力场数学模型。研究结果表明:新建的热力本构模型预测精度较高,平均相对误差为5.1%;建立的轧制变形区域中的应变、应变速率值分布模型,温度场数学模型以及热力耦合场数学模型不仅形式简单易于为生产利用,更能精确表征中厚规格镁板热轧制过程中的热-力耦合变形机制。     

AZ31镁合金差温热轧过程的晶粒细化

实验研究了经不同道次差温热轧AZ31镁合金的金相组织,结合对轧制过程,尤其是轧件温度场的数值模拟结果,分析了AZ31镁合金差温热轧过程晶粒细化机制与主要影响因素,获得了通过轧制过程动态再结晶,使轧材晶粒尺寸随轧制道次增加,而持续细化的工艺参数,并制备出平均晶粒尺寸为5μm左右的细晶AZ31镁合金板材。     

小型H型钢全轧程数值模拟及斜轧孔型轧制力模型研究

本文运用有限元方法对HW100mm×100mm、HW150mm×150mm两种规格小型H型钢全轧程进行了三维热力耦合数值模拟,介绍了小型H型钢轧制的有限元模型和模拟参数设置。针对模拟结果,详细分析了典型道次轧件的金属流动状况、有效塑性应变和温度变化规律,并对数值模拟结果进行了验证。本文还建立了小型H型钢斜轧孔型的轧制力模型,计算了各道次轧制力解析结果,并将轧制力解析结果、数值模拟结果与轧机实际负荷电流趋势进行了对比,规律性吻合较好。     

OPTIMIZATION OF MATERIAL PROPERTIES THROUGH THE LINKAGE OF SIMULATION CALCULATIONS WITH THE REAL ROLLING PROCESS OF DIFFERENT STEEL GRADES FOR BABS AND WIRE ROD

1.IntroductionTheqUalitydemandsplacedonrolledproductsinthefieldofbarsandwirerodcallforadricrostructureandmechanicalpropertiesinmodernmanufactureWhichareoptimallyorientedtotheuseofthefinishedrolledstockand/oritsfurtherprocessing.InordertoconfigUrethereqUiredprocesschaincost--effectively,newrolling--technologicalprocedureshaVebeendeveloped,therebyreducingorevencompletelysubstitutingtheusuallynecessarysubseqUentproductionstepsaswellastheuseofdownstreamheattreatmentsystems.Thefollowingmanufactur…     

冷轧带钢温度演变及影响因素研究

为了探究冷轧过程及轧制工艺参数对带钢温度的影响及演变规律,采用有限元方法对冷轧带钢进行建模,利用温度场反算的方法确定了带钢和轧辊间的传热热流密度,在此基础上通过改变模型参数对带钢温度场进行了模拟计算。结果表明,带钢温度在前4架轧制区呈阶梯式增长趋势,而在末机架出口呈下降趋势;此外,带钢出口温度随轧制速度、道次压下率、摩擦因数、变形抗力等的增加而升高。