H型钢万能轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC.SuperForm2002对H型钢万能轧制进行了模拟,分析了金属变形特点.分析表明,由于变形条件不同,H型钢万能轧制腹板与翼缘变形不太一致.当腹板的延伸大于翼缘的延伸时,轧件出变形区后出现腹板增厚现象.为使腹板与翼缘延伸一致,避免轧制过程中出现缺陷,翼缘的压下率应大于腹板的压下率.     

重轨BD2异形孔型可逆轧制过程的有限元模拟分析

通过翻转和平移轧辊的方法来实现轧件翻钢和侧向推钢过程,并通过给轧件加载一个加速度来实现可逆轧制,在此基础上对60 kg·m-1的U71Mn钢重轨轧制BD2异形孔可逆轧制过程进行了三维热力耦合有限元模拟,分析了轧件在各道次轧件横断面等效应变分布、温度场变化以及轧制力数据。结果表明:轧件的中心存在一个较大的低变形区域,并且随着轧制进行被分隔成两个部分,最终在轨头以及轨底的中心位置形成两个低变形区域,这种变形规律不利于铸坯心部缺陷的修复,轧件内部最高温度出现在轧件心部到表面的中间位置。温度和及轧制力的实测值与模拟值吻合良好,验证了模型的有效性。     

坯料形状对大棒材开坯轧制变形的影响

为研究圆坯和矩形坯两种坯料形状对大棒材开坯轧制变形的影响,采用有限元分析软件MARC对大棒材开坯轧制进行了模拟。模拟结果表明：在箱型孔中开坯轧制时,轧件芯部附近变形区应力状态都是两拉一压,矩形坯残余应力呈两拉一压应力状态而圆坯是三向拉应力状态;矩形坯比圆坯在箱型孔中的充满度好,等效应变分布均匀;当孔型侧壁起限制宽展作用时,轧件芯部呈现两压一拉应力状态,变形向芯部渗透明显,利于芯部孔隙性缺陷的压实。     

万能轧机轧制H型钢变形区的研究

万能轧机生产H型钢一般需要与产品形状相似的异形连铸坯作为原料。通过对万能轧机轧制H型钢时变形区的分析,提出轧制时腹板减少的金属一部分用于延伸,另一部分转移到翼缘,参与到翼缘的展宽和延伸。这样,降低了腹板的延伸系数,增加了翼缘的延伸量,使翼缘的变形与腹板的变形之间更加均衡。为此,设计了新的万能轧机粗轧机X孔型,提出了相应的水平辊和立辊的压下量控制方案。经实践,采用该方法降低了万能轧机机组对坯料的要求,即可以采用方坯或矩形坯,增加了万能轧机对轧件的控制能力,提高了生产效率。     

螺纹钢切分轧制有限元分析

用三维大变形热力耦合有限元法模拟了螺纹钢二切分轧件的变形情况 (K6～K3) ,分析了切分轧制轧件断面上存在的不均匀变形及其分布 ,同时分析了各道次的宽展 ,指出螺纹钢切分轧制宽展控制的重要性。调整来料的尺寸可在一定程度上控制K6、K5孔轧件的宽展 ,获得形状规整的弧边方轧件 ;K4、K3孔不易充满 ,其孔型的设计应有利于轧件的宽展。     

H型钢热连轧过程的金属变形分析

借助有限元分析软件Abaqus/Explicit建立了中型H型钢连轧过程的有限元模型,通过截面控制技术实现了连轧过程的有限元模拟,着重分析了型钢热连轧过程中轧件金属的流动情况和变形规律.分析表明,由于变形条件不同,H型钢万能轧制腹板与翼缘变形不太一致,并且腹板与翼缘连接处金属变形最为复杂,轧边机轧制时主要对翼缘端部压下,制定规程时应以万能轧制时为主.研究为H型钢的轧制工艺、改进产品质量、合理制定万能压下规程提供了依据和参考.     

方形轧件在椭圆孔的塑性失稳分析

针对35CrMo合金冷锻钢粗轧过程出现的表面褶皱，采用非线性有限元分析方法， 分析不同鼓形率轧件在椭圆孔中的轧制过程，从变形的角度分析了轧件表面由于塑性失稳产生褶皱的原因及位置。结果表明，方形轧件在椭圆孔中轧制时，轧件角部区域塑性变形剧烈，塑性应变能密度分布出现峰值，最易产生塑性失稳而形成褶皱。增大方形轧件的鼓形率，可减小塑性应变能密度分布峰值，降低轧件表面发生褶皱缺陷的概率。     

H型钢轧制过程的仿真分析

采用热力耦合弹塑性三维有限元方法,对莱钢H型钢生产线HN800 mm×300 mm规格产品的轧制全过程进行仿真.并采用网格重构的方法,重点分析了型钢轧制过程TM机组可逆连轧中轧件的变形行为和温度场分布.研究结果表明:轧件变形主要是翼缘变形,随着翼缘厚度的减小,还会出现金属内翻现象;同时,腹板和翼缘表面温差很大,在空冷200 S后,温差可达160℃左右.因此,分析掌握轧件的变形规律及温度变化情况,可以为生产实践提供理论依据.     

粗轧变形区温度场实验及仿真

轧制变形区温度场的分布是轧制力及轧件微观结构预测的重要参数之一。采用实验和有限元的方法研究了铝板热轧过程,侧重轧件变形区温度的分布,并对变形区接触热传递系数的分布规律进行了分析;以此作为轧辊轧件间传热模型,建立了实验轧制的数学模型。结果表明,轧件在轧制变形区存在较大的温度梯度,并且与实验结果吻合较好。     

40Cr凸轮轧槽不变轧制工艺的研究

针对凸轮常见生产方法存在的材料利用率过低、产量低、生产周期长等问题,尝试了轧制成形工艺。基于DEFORM刚塑性有限元法建立了凸轮轧槽不变,只改变辊缝的多道次轧制过程的三维有限元模型。模拟分析总延伸系数不同时轧件的孔型充满度,确定出最佳轧制道次为2;分析坯料直径不同时轧件的孔型充满度及变形均匀性,确定出最佳坯料直径为Φ72 mm。在Ф160 mm×200 mm两辊轧机上验证了在最佳轧制道次和坯料直径下,40Cr凸轮的轧槽不变轧制成形工艺。实验得到轧件横截面组织分布与模拟应变分布规律一致,证明了模拟结果的准确性。     

孔型法轧制50AT轨孔型系统的选择

介绍了50AT轨的断面形状和尺寸精度要求,分析了长腿布置在轧制线上方与长腿布置在轧制线下方两种孔型系统的优缺点,并运用MARC软件对该两种孔型系统中的梯形孔进行了变形仿真分析,发现前者轧件的弯曲和扭转均较小,因而轧制稳定,在攀钢Φ950mm生产线上进行的实际生产也证明了这一优点,因此应选用长腿布置在轧制线上方的孔型系统...     

轧辊孔型参数对轧制过程影响的数值模拟

本文采用有限元法模拟硬质合金轧辊轧制螺纹钢的过程,研究了轧辊孔型参数对轧制过程的影响,并通过现场轧制实验验证数值模拟的结果。结果表明:轧制规格Φ12 mm螺纹钢过程中,成品前孔采用单椭孔型时,轧件X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为672 MPa、730 MPa、661 MPa,而成品前孔采用平椭孔型时,其X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为731 MPa、855 MPa、815 MPa;X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别提高为8.7%、17.1%、23.2%。而在两种轧制条件下,硬质合金轧辊螺纹轧槽内的温升基本相同,最高温度约300℃,而轧制平椭轧件时轧槽的高温区域较多,这是由于在两种轧制条件下塑性变形程度的不同造成。通过现场轧制实验,采用牌号为YGR55的硬质合金轧辊轧制规格Φ12 mm螺纹钢,成品前孔为平椭孔型时,硬质合金螺纹轧辊的单槽过钢量约700吨,而成品前孔为单椭孔型时,其单槽过钢量超过1 200吨。同时表明,有限元数字分析模型能为硬质合金轧辊设计、使用起到重要的参考作用。     

断面速度差对乙字钢矫直质量的影响

针对310乙字钢矫直过程中矫痕严重的问题,通过分析轧件及矫直辊上的凹坑形状及变形方向认为矫直辊断面速度差过大是其主要原因,而轧件表面粗糙度、轧件尺寸及热锯切金属颗粒等也加剧了轧件与矫直辊之间的摩擦,使矫痕形成速度加快。通过减少矫直孔型的腰部配置斜度、改变来料进钢方式、优化轧制孔型,有效降低了矫直辊断面速度差,减轻了矫直辊的表面磨损。     

椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响

针对高速线材在不同宽高比的椭圆孔型中轧制时的表面变形问题,采用非线性有限元方法,从等效塑性应变及塑性应变能密度的角度说明椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响.研究表明,线材在不同宽高比的椭圆孔型中具有相同的变形规律,轧件与轧辊接触临界点附近线材表面变形差异最大,塑性应变及应变能密度在此处出现峰值,易形成褶皱缺陷.减小...     

采用辊切轧制提高轧机吃坯能力

为了解决小轧机如何使用大连铸坯的问题，本文提出用辊切轧制的方法。并从轧件受力和不均匀变表两方面分析了辊切变形的机理；讨论了辊切轧制的孔型设计方法、配辊方法和导卫设计方法；分析了采用辊切轧制方法后可能带来的经济效益。     

H型钢往复开坯轧制过程仿真分析

文章采用弹塑性有限元方法,对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行了仿真分析。文章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。得到了各道次轧件的三维变形结果。对轧件腹板部位产生的"舌头"现象进行了深入分析,并与现场实验数据相比较,模拟结果与实际情况吻合得很好。该文为多道次型钢轧制过程的仿真分析提供了参考,其方法可以作为孔形设计的参考依据。     

共轭切深孔轧件变形的计算机模拟及其实际应用

用有限元法对共轭切深孔中轧件的变形进行了计算机模拟,模拟计算结果误差小于１％。根据模拟结果,坯高／成品边高为２的坯料,使用一对共轭切深孔,翻钢后再用一对共轭箱形孔,可轧制出１１＃矿工钢,无需重复试轧。     

特殊钢轧制过程的有限元分析

通过有限元仿真模拟圆坯进入菱－方孔型的前两道次的轧制过程, 研究了坯料在菱－方孔型中的变形规律。模拟仿真结果表明: 在根据传统理论设计的菱?方孔型中, 第1道次菱形孔角度偏小, 使得菱形孔压下量偏小, 宽展较小, 从而在第2道次方形孔中轧出的轧件对角线偏差较大; 而将第1道次菱形孔角度增大后, 压下量增大, 宽展变大, 使第2道次方形孔轧制后的轧件对角线基本一致。基于改进后的孔型系统, 已成功采用圆坯生产出中空钢。     

钢轨下腭轧疤缺陷形成机理研究

针对河北钢铁集团邯钢公司大型轧钢厂钢轨下腭轧疤缺陷问题,对缺陷形成机理进行了分析。结果表明,形成钢轨下腭轧疤缺陷的主要原因是轧件轨头和轨底部位金属量不均衡,在万能U₁EU₂轧机第1、第2道次轧制过程中轨头部位的延伸大于轨底部位,U₁E轧机第3道次轧出后轧件向轨底一侧偏斜且轨头部位前尖舌头较轨底部位长,咬入U₂轧机时轨头前尖撞击水平辊孔型下腭部位而导致辊面粘钢; 辊面粘结物粘结力较弱时,会形成咬入端非周期性下腭轧疤缺陷;辊面粘结物粘结力较强时,则形成周期性下腭轧疤缺陷。根据现场实际情况,提出了对轨形延伸孔轨底部位设计增加金属量约0.3%、轨形切深孔轨头部位设计减小金属量约0.1%、BD₁轧机帽形孔轧件高度设计减小约2%的治理方案,平衡了轨头、轨底部位的金属变形量,改进了万能U₁EU₂轧机各道次轧件前尖舌头形状,改善了咬入状态,彻底解决了钢轨下腭轧疤缺陷问题。     

S形截面不锈钢钢丝的成形与模拟分析

根据钢丝的截面形状与不锈钢的特性,采用1道辊弯及2道辊模拉拔的成形方案,并设计出轧辊的孔型,利用DEFORM3D软件对钢丝的成形过程进行模拟,截取工件周向上200个点的等效应力并分析各个方向上所受应力的变化,通过工件上等效应力、等效应变及金属流动状况分析了工件成形的变形机理。