铝合金超厚板热轧过程温度场模拟

根据热模拟试验所获得的实验数据,在MARC软件中建立试验铝合金的材料数据库。采用二维弹塑性大变形有限元法,对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。模拟结果表明,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。计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化。     

热轧带钢传热模拟及变形区换热系数的确定

采用数值模拟方法研究了带钢热轧区轧件传热和温度场分布规律.结合现场生产中测温数据,建立了轧制变形区内轧件与轧辊接触传热界面换热系数(HTC)统计模型.分析了辊缝变形区中轧件断面上温度演变和分布特点.研究结果表明,热轧带钢热轧区传热数值模拟计算结果与实际吻合良好;变形区内轧件与轧辊接触传热界面换热系数不仅与平均单位压力相关,而且与轧制速度相关;轧件在轧制变形区存在很大的温度梯度.     

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.     

棒线材热连轧过程综合数值模拟系统的开发及应用

为方便考察生产线布置、轧制工艺参数等对棒线材在热连轧生产过程中变形、温度和组织演变的影响,采用Fortran语言编写核心计算模块、SQL Server 2000开发数据库及数据库管理模块、VB语言编写入机交互界面,开发了棒线材热连轧过程综合数值模拟系统.利用开发的系统针对宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司棒材生产线生产GCr15轴承钢棒材的实际工艺参数进行了计算,计算值与现场测量值吻合较好,说明系统可以较准确地预测轧件在轧制过程中的温度场、轧制力、轧制力矩和平均奥氏体晶粒尺寸演变情况,可以为考察生产工艺对轧件组织的影响提供参考.     

Ti-811合金棒材热连轧过程有限元数值模拟及验证

采用有限元法对Ti-811合金棒材热连轧过程进行数值模拟,分析变形过程中轧件应力场、应变场和温度场的数值以及分布规律,并基于数值模拟结果进行轧制验证,为制定Ti-811合金棒材轧制工艺提供指导。结果表明：模拟连续轧制过程中轧件的最大应力位于与轧辊接触的表面,且由边部到心部逐渐降低;随着轧制道次的增加,应力值逐渐下降、应变量逐渐增大;轧件在各道次的变形过程中表层和心部存在差异,心部变形量大于边部变形量;轧件与轧辊接触的表面层有明显温降,当轧件脱离轧辊后表面层温度逐渐回升,轧制结束后表面层温度回升至初始温度,但心部因变形热积聚温度略有升高,最大温升值达到14℃。基于数值模拟结果在热连轧机组上进行轧制验证,所轧制的Ti-811合金棒材外形尺寸良好,且组织与力学性能满足GJB 9567—2018《叶片用TA11和TC6钛合金棒材规范》要求。     

芯棒钢轧后端部应力应变和温度变化三维有限元分析

采用MSC.Marc三维热力耦合弹塑性大变形有限元软件及其接触分析技术。在分析现场工艺设备参数建立相关边界条件的基础上。对ф153mm合金钢4道次热连轧过程中轧件变形进行了三维模拟仿真。计算了轧件的应力，应变，温度分布和轧制力，轧制力矩的分布。     

平整轧制力模型分析

针对八钢1535单机架平整机的生产工艺特点,以轧件和轧辊接触表面的边界条件为依据,建立了单位压力的平衡微分方程式.考虑平整轧制时轧件的弹性变形,将变形区划分为弹性区和塑性区,根据轧件的变形和表面平衡方程导出轧制压力沿轧件接触弧的分布公式;利用边界条件,确定了轧件与轧辊的接触弧长;通过对各个变形区轧制压力分布的积分,得出计算总轧制压力的公式,从而建立了计算轧制压力的实用模型.并结合现场实际对模型进行验证与分析,从而确立了较为准确的平整机轧制力控制模型,也为机组产品质量精度等级的提高、板形调控及辊形优化提供了坚实可靠的基础.     

基于辊缝动态摩擦方程的铝板冷轧机垂振机理分析

针对高速铝板轧制过程中频繁出现的冷轧机垂直振动现象,结合轧制工艺润滑原理和机械振动理论,建立基于辊缝动态摩擦方程的轧机垂直振动模型.该模型由辊缝几何形状模型,轧辊-轧件工作界面的动态摩擦模型,变形区内的正向轧制应力、摩擦应力分布模型,以及单机架铝板冷轧机二自由度垂向系统结构模型组成.同时,为研究轧辊-轧件工作界面动态摩擦机制影响下的冷轧机垂振机理及系统稳定性,采用某厂单机架铝轧机设备及工艺参数,搭建Matlab/Simulink平台,分别模拟仿真轧制压力和正向轧制应力曲线,验证该模型的有效性;并讨论分析了变形区混合摩擦状态,轧辊-轧件表面粗糙度、轧件入口厚度与系统稳定性的关系.      

有限元法在板材热轧中的应用

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热轧过程．利用有限元理论建立了板材热轧模型;应用MSC／MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化、金属的流动、应力应变的变化趋势,以及轧制力的变化情况．计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热轧过程的数值模拟．     

60 kg/m钢轨万能轧制过程有限元模拟研究

以鞍钢大型厂60 kg/m钢轨轧制过程为研究对象,通过MSC.Marc软件,建立三维弹塑性热-机耦合有限元模型,模拟分析了万能轧机轧制生产过程中轧件的变形和受力情况。模拟结果与实际结果吻合较好,应用所建立的有限元模型对万能轧制机组轧制过程进行模拟,获得了轧制过程轧件变形、受力以及速度等参数的分布情况。     

球扁钢轧制扭转变形行为的试验研究

球扁钢由于自身形状尺寸、外在轧制条件、工艺参数的影响,在轧制过程中容易出现扭转变形缺陷.为了探究轧制工艺对球扁钢轧制中扭转变形的影响,本实验运用正交实验法研究轧制压下量、轧制润滑条件、轧件长度三者的综合影响.利用正交原理对试验结果进行极差分析、方差分析,探寻球扁钢在轧制的扭转变形规律,找出其中存在的关系.试验结果表明:球扁钢在轧制过程的扭转变形与轧制压下量和轧件长度有关,而与润滑条件无明显关系.其他条件一定时,在粗孔第二道次时取压下量为轧件原始厚度的21!,轧件长度取轧件原始厚度的10倍进行轧制,能够明显减少球扁钢的扭转变形.     

中厚板轧制过程的数值模拟分析

在中厚板轧制成形过程中采用有限元方法进行数值模拟分析可以为实际生产提供合理的工艺参数，便于延长轧机的寿命。提高产品质量和减少试错过程的消耗等。文中阐述了利用有限元软件对中厚板轧制成形过程的非线性数值模拟分析中的一些广为关心的问题，包括：摩擦力在轧件表面的分布情况以及摩擦力大小对轧制过程的影响；材料的等向强化模型、运动强化模型和混合强化模型对中厚板轧制过程的影响；热一力耦合对厚板轧制成形过程的影响及其数值模拟分析方法。     

异型门架型钢轧制过程稳定性模拟

借助有限元分析软件对C160规格异型门架型钢的非对称切分孔轧制过程进行模拟仿真,并对轧制过程的翘扣头、弯曲、扭转等稳定性进行模拟。对稳定轧制阶段截面云图中应变分布、变形及延伸进行分析,并进行生产实施,结果表明：轧制过程中,稳定阶段轧件截面下部变形及延伸大于上部应变,造成轧件上翘;左侧变形及延伸大于右侧应变,造成轧件向右侧弯;对角的应变分布及延伸相近,轧件没有发生明显扭转。为轧制过程稳定性研究提供了一种方法,对保证轧制顺行、稳定工艺、提高作业率及指导生产具有重要意义。     

椭圆孔型中热轧过程温度场的三维热力耦合有限元法模拟

借助有限元分析程序ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ，对方轧件在椭圆孔型中轧制过程进行了数值模拟，重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度分布和温度变化过程。数值模拟结果与实验结果的比较表明，数值模拟结果与实测结果完全相符。     

板带钢热张力连轧过程的数值模拟

在实际的板带轧制生产过程中,轧件内部的金属流动情况是很难通过实验的方法得到。利用ANSYS/LS-DYNA显式动力分析软件,在热连轧过程中张力对轧件内部的金属流动影响进行了有限元模拟。对板带材轧制过程中节点的位移矢量和轧制力进行分析,得出了张力对轧件内部金属流动的影响规律,计算结果与现场数据基本吻合,可以为轧制工艺的制定提供参考依据。     

中 厚 板 轧 制 过 程 的 数 值 模 拟

 基于LS DYNA仿真软件,采用显式算法和隐式算法相结合的方法,对中厚板轧制过程的热力耦合有限元模拟进行了研究。通过仿真,得到了中厚板的应力场、应变场及温度场的分布。根据分析可知轧件表面温度在轧制过程中有所上升,轧件内部到表面形成明显的温度梯度。轧件头部变形较剧烈,在轧制后外端存在明显的预应力区。模拟结果与实测结果比较一致,表明了该数值仿真方法的可靠性。     

4100mm宽厚板轧机支承辊辊型曲线优化仿真分析

 辊间接触压力分布是影响宽厚板板形质量和轧辊使用寿命的重要因素,为了获得均匀的辊间压力分布,以4100mm宽厚板四辊轧机为对象,考虑轧件弹塑性变形和辊系弹性变形耦合作用,采用弹塑性热-力耦合非线性有限元方法,数值模拟分析了宽厚板轧制过程的辊间接触压力分布规律,并通过仿真分析,对支承辊辊型及其边部卸载曲线进行了选型和优化改进,获得了以二次曲线为辊凸度和抛物线为辊肩部卸载曲线的辊形,延长了轧辊的使用寿命,改善了宽厚板的板型质量。     

PIDAS工艺评估和工艺设计模型开发

随着PIDAS系统在宝钢厚板的建立与应用,生产、工艺、设备、性能数据得到了系统的采集、整理,海量工业数据的价值得到了有效的挖掘,开始发挥重要作用.基于PIDAS,首先开发了一种工艺评估模型,与传统的性能预测模型相比,它能根据工艺参数,预测产品性能值所在的区间,以及真实值位于此区间内的概率.此模型使用了自主开发的概率区间估计算法,通过全面评估不同机器学习回归模型的效果、充分考虑历史生产数据的分布规律,来预测产品性能值所在的区间,取得了良好的效果.在此基础上,又开发了一种工艺设计模型,它能够根据化学成分、产品规格和性能目标,设计出最优的轧制工艺参数.此模型应用了自主开发的自定义权重的模拟退火算法.所提出的工艺评估和工艺设计模型均取得了良好的效果,达到产品质量预报和优化工艺设计的目的.     

宽厚板轧制过程中的宽展浅析

论述宽厚板轧制过程中影响宽展的主要因素及宽展与轧件宽度之间的关系,从现场收集的板宽变化数据,总结出变形区长度与钢板宽度之间的变化规律。提出了宽厚板轧制过程中钢板宽度的控制方法。     

板式楔横轧轧件成形过程几何模拟

在对板式楔横轧轧制过程分析的基础上,建立了楔横轧入轧制和展宽轧制过程轧件变形的数学模型。探讨了轧制过程中轧件滚动半径的确定方法,对轧件端面移动理论进行了研究,建立了轧件端面移动数学模型。最后利用计算机画技术,交 轧制过程中轧件成形过程进行了模拟,实现了模拟轧制。