程序化计算端面移动量在多楔模具参数化设计上的应用

精确地计算出楔横轧轧制过程中轧件端面移动量 ,对于楔横轧多楔模具设计合理确定楔与楔之间的相对位置起着至关重要的作用。在综合楔横轧轧制过程不同阶段端面移动量计算规律的基础上 ,开发并编制出楔横轧端面移动量计算机源程序 ,并应用于楔横轧多楔模具参数化设计。通过实际轧制实验证明 ,该程序计算结果正确、计算效率高 ,为楔横轧多楔模具参数化设计提供了良好的前处理通用程序     

凸轮轴楔横轧精确成形机理

基于凸轮轴楔横轧精确成形原理,针对一种简单典型凸轮轴的楔横轧精确成形,采用DEFORM-3D有限元软件,利用三维刚-塑性有限元法对整个凸轮轴楔横轧轧制过程进行了数值模拟,得到了较为理想的凸轮形状成形结果,系统分析了凸轮轴楔横轧轧制过程中轧件的应变分布状态,以及轧件金属的轴向、径向和周向的流动规律.根据凸轮轴楔横轧的实际实验结果和数值模拟结果的对比,结果表明,数值模拟结果与实验结果相符合,利用楔横轧精确成形凸轮轴是可行的.     

楔横轧等内径空心轴的热力耦合数值模拟

应用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对等内径空心轴类零件的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,分析了轧制过程中轧件内部的应力、应变场及温度场分布规律,揭示了轧件变形过程中横截面椭圆化和轧件外表面轴肩部分产生隆起以及内表面在靠近台阶处产生凹陷的原因,阐述了轧件在轧制过程中温度的变化及变化的原因.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制等内径空心轴是完全可行的.     

楔横轧梯形螺纹轴成形机理

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴.      

楔横轧蜗杆轴毛坯成形技术研究

针对蜗杆轴应用范围广、需求量大,目前加工效率低的难题,提出了楔横轧蜗杆轴轧制方法.介绍了楔横轧蜗杆轴设计思想及成形基本原理,采用有限元模拟蜗杆轴轧制过程并在楔横轧机上对相同工况进行实验验证,得到轧件质量较好,与模拟结果基本相同.研究结果表明,楔横轧轧制蜗杆轴毛坯技术是一种高效、可行的轧制技术,它对于楔横轧技术的研究、推广以及蜗杆轴工业生产自动化发展具有重要的现实意义.     

楔横轧精整段的应变分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对楔横轧轴类件进行轧制过程的模拟,分析了精整段轧件不同横截面中心点径向应变和横向应变的交变规律.选取轧制实验模型与有限元分析结果做比较,得到了此变化规律与轧件心部产生破坏之间的关系,为深入研究楔横轧的疏松机理提供了依据.     

楔横轧多楔轧制展宽段应力与应变有限元分析

楔横轧多楔轧制是主楔和侧楔同时对轧件进行径向压下、横向扩展并轴向延伸的塑性成形。多楔轧制与单楔轧制相比 ,其成形过程中应力场、应变场变化规律更加复杂。针对楔横轧多楔轧制特点 ,在LS/DYNA有限元软件基础上进行二次开发 ,成功地仿真了楔横轧多楔轧制过程 ,并对其展宽段的应力、应变场变化规律进行详细分析 ,得到了在料既不堵又不拉情况下多楔轧制应力比单楔轧制应力变化时间长、变化幅度大的结论     

工艺参数对多楔同步轧制铁道车轴应力的影响

轧件内部横向应力和剪应力是影响楔横轧多楔同步轧制的铁道车轴质量的关键因素之一.基于多楔轧制旋转条件理论,采用Ansys/Ls-Dyna有限元软件,对多楔同步楔横轧轧制铁道车轴成形过程中,工艺参数对横向应力和剪应力的影响规律进行了系统的研究,并对计算模型进行了试验验证,获得了工艺参数对楔横轧多楔同步轧制的铁道车轴应力的影...     

工艺参数对多楔同步轧制的铁道车轴应力的影响

 轧件内部横向应力和剪应力是影响楔横轧多楔同步轧制铁道车轴质量关键因素之一。本文基于多楔轧制旋转条件理论,采用Ansys/Ls-Dyna有限元软件,对多楔同步楔横轧轧制铁道车轴成形过程中,工艺参数对横向应力和剪应力影响规律进行了系统的研究,并对计算模型进行了实验验证,获得了工艺参数对楔横轧多楔同步轧制铁道车轴应力影响规律。研究结果为推广楔横轧多楔同步轧制技术成形铁道车轴、实现铁道车轴的高效节材化生产、提高车轴轧制质量提供了理论依据。     

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.      

斜轧螺纹过程的数值模拟

对螺旋孔型斜轧螺纹过程进行了非线性有限元分析，得到了轧件内部应力－应变分布情况，为模具的设计和工艺参数的确定提供了重要依据。     

Slab Analysis of Large Cylindrical Shell Rolling

Considering the characteristics of large cylindrical shell rolling, such as double driving rolls, asymmetrical rolling and huge workpiece, a slab method was developed to establish the rolling force model. In this model, the non- uniform normal and shear stresses and the upper and lower surface temperatures of the workpiece were taken into ac- count. Moreover, the flow stress model, considering the dynamic recovery and dynamic recrystallization behaviors of the material, was established. The rolling pressure distribution, the rolling force, the rolling torque and the neutral points could be calculated quickly and easily by the roiling force model. The predicted results were shown to be in good agreement with the measured values, which indicated that the model can satisfy the requirement of industrial application.     

热连轧过程中温度场的模拟

考虑不同阶段各种因素对轧件温度的影响,采用有限差分法计算温度场,建立了带钢连轧生产过程轧件温度变化预报模型.其中,轧件应力应变采用Orowan公式计算,并引入迭代程序考虑轧件变形与温度变化间的相互影响.用此模型对某钢厂热轧板带生产过程中的温度场变化进行了解析计算,其预报值与实测值吻合较好.     

棒材轧制圆-椭圆-圆孔型中轧件面积计算模型

对GCr15轴承钢在圆-椭圆-圆孔型轧制后的横截面积进行了计算,并根据棒材生产线上的现场数据,考虑轧制速度对宽展的影响,通过使计算道次延伸率与实际值误差的标准差最小对现有模型中的宽展修正系数进行了优化,使轧后横截面积的计算值与实际值误差在±3%以内,说明模型具有较高的精度,可以为轧制GCr15轴承钢时的孔型设计和轧制工艺设定提供参考。     

异径轧制低碳钢的力学性能参数与粗糙度实验研究

通过一系列薄带异步轧制的实验，给出了压下率、轧制速度、轧件宽度及润滑条件等参数对轧制力和轧制力矩的影响．轧制力和轧制力矩随着轧件压下率、轧件宽度的增加而增加；轧制速度增加时，轧制力和轧制力矩降低；在轧件涂抹润滑剂的轧制条件下，轧制力和轧制力矩也降低．轧制完成后，薄带的表面粗糙度的值减少．同时也探讨了异径轧制过程中轧件表面的粗糙度的演变．     

极薄带轧制变形区轧辊压扁试验与有限元模拟

 极薄带在轧制及平整过程中,工作辊的弹性压扁对轧制压力的分布有很大影响,传统的轧制力模型已经不再适用。为了在极薄带板形板厚控制过程中得到准确的轧制力,Fleck提出了新的轧辊压扁模型。针对Fleck模型进行试验研究,同时进行有限元模拟分析。试验过程中使用合金工具钢轧辊,轧制不同厚度的轧件,通过显微镜测量变形区各部位的厚度,得到变形区轧辊的近似轮廓形状。试验与有限元模拟结果表明,随着轧件厚度的减小,变形区出现了明显的中性区,但是很难出现Fleck模型中提到的弹性卸载区,因此计算极薄带轧制力时可以忽略中性区内的弹性卸载区以简化轧制力模型。     

轧制同轴复合棒材的芯材变形规律

棒材同轴复合时芯材与加工工具不接触，其横截面形状及尺寸精度控制难度大，采用方-椭圆孔型轧制时芯材圆度严重超公差。在建立覆材和芯材变形抗力模型的基础上，利用三维弹塑性热力耦合有限元方法对同轴复合棒材热轧变形过程进行数值模拟。分析了轧制孔型、覆材及芯材外形对轧制后芯材变形和形状的影响，用工业试验对模拟计算结果进行验证。结果表明：轧辊孔型设计对芯材不圆度的影响最明显，覆材及芯材外形是次要影响因素。这是因为方-椭圆孔型系统会导致最终轧件在横截面上的非对称等效累积应变分布，以及导致轧后芯材严重不圆。减少K4孔的轧件压下量，增加K3孔轧件压下量，可以改善方-椭圆孔型中轧件变形的对称性，减少芯材不圆度。     

方矩形管端部成型机制

 利用非线性有限元方法,结合实际生产中方矩形管辊压成形过程,建立了有限元仿真模型。基于该模型对7机架实际辊压成型过程进行了模拟运算,得到了成形过程中稳定段处节点位移矢量、应力和应变的分布情况。通过对仿真计算结果的分析,得到管头端面上在角部和边部的过渡区存在着“位移中性面”,在端面上角部和边部的中心处伴有明显的金属“外翻”和“内翻”的情况,仿真结果与现场轧制结果相符。     

型材高精度轧制工艺研究与生产实践

型钢生产企业欲扩大市场份额和提高经济效益，必须提高产品的尺寸精度。在钢材产量大于市场需求的条件下，高精度轧制显得更加重要。对型材的高精度轧制工艺进行研究，结果表明：欲实现型材高精度轧制，不仅需要高精度成品轧机，轧制工艺也须相应改进。采用合适轧制工艺，使用普通精度的型钢轧机，异形断面型钢的轧制尺寸精度可以达到冷加工的尺寸精度，直接轧制某些特定用途的机械零件。提高型材轧制尺寸精度，关键是l～2个成品和成品前孔型的轧制精度，并非需要全线轧机都要提高轧制尺寸精度。