箱型孔轧制方坯的显式动力学有限元模拟

借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，对方轧件在箱型中的动态轧制过程进行模拟仿真，分析了轧制区应力场和轧件变形参数。数值模拟结果和试验结果基本相符。     

立辊轧边的显式动力有限元模拟

应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对3种不同形状立辊的轧边过程进行了模拟计算,并对轧边后板坯断面形状和平面形状参数进行了分析比较.模拟计算结果表明:用孔型立辊轧边可增加变形渗透程度,轧后板坯具有较好的断面形状和平面形状,使用孔型立辊和锥形立辊均可提高轧制过程的稳定性.     

采用显式动态弹塑性有限元法模拟板材轧制

采用显式动态弹塑性有限元法对平板轧制过程进行了模拟计算，得出了整个轧制过程的应力应变场。轧制压力的计算结果与实测值基本相符。     

用弹塑性有限元模拟双金属复合板轧制

应用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对双金属复合板的轧制过程进行了数值模拟，获得了单位轧制压力的分布情况，并由此计算出双金属复合板的轧制力，模拟结果证实了应用显式动力学弹塑性有限元法模拟双金属复合板轧制的可行性，且计算所得轧制力与实验结果吻合较好。     

普通中厚板轧制过程的有限元模拟

采用有限元模拟计算软件ANSYS/LS-DYNA,对中厚板轧制过程进行了模拟研究,分析了轧辊直径、展宽比、延伸率等变形参数对轧后钢板平面形状的影响,得出了变形参数对钢板平面形状的影响规律。由模拟计算结果知:轧后钢板头部始终为凸形,而边部形状则随变形参数不同而变化,钢板边部由凹形向凸形变化的临界展宽比,将随轧辊直径的增大而增大。可以此计算结果为基础,研究立辊轧边及MAS轧制过程的变形特点,以改善轧后钢板平面形状。     

采用四机架连轧带液芯方坯的模拟实验

采用带有不同空芯的铅锭模拟带液芯的连铸坯,在四机架连轧机上平立交替轧制,形成连轧时停止轧制并反转退出轧件,测量各道次的压下、宽展、前滑和芯部的压合值,并计算出各道次的秒流量和延伸系数,借此研究该工艺的可行性及连轧时带液芯轧件的变形情况。研究结果表明：用四机架连轧带液芯铸坯在工艺上、技术上是可行的。连铸坯带液芯连轧时的液芯率应小于20％。最好采用四辊万能轧机或采用凸透镜形状的连铸结晶器,以避免带液芯连轧时出现凹陷变形带。初步确定在所采用轧制条件下可轧合的最大液芯率为10％。     

椭圆孔型轧制合金钢方坯三维弹塑性有限元模拟

为设计安全合理的合金钢椭圆孔型系统,采用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真技术,超前再现了合金钢方坯在椭圆孔型中金属的三维流动过程并获得了轧制力及力矩等重要参数的变化规律.结果表明:表面和心部金属沿轧制方向流动速率的不同导致合金钢方坯端部横断面产生凹形;轧制力和轴向力及轧制力矩和径向力矩具有相似的变化趋势,即咬入和抛钢阶段其值变化较大而稳定轧制阶段变化较小.     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程有限元模拟

针对热轧带钢粗轧段大立辊侧压调宽轧制的生产特点,利用ANSYS/LS-DYNA建立立辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算不同工艺条件下轧件的变形规律,重点分析横截面形状(狗骨形)变形特点,以及宽展变形特点,所得结果与现场情况吻合,证明所建模型及计算结果可对现场工艺制定提供指导作用。     

方坯和圆坯在菱方孔中的变形分析

 为满足钢坯连轧机在生产圆坯和方坯的需要,同时提高椭圆和圆孔型的利用率,提出“椭圆 圆 菱 方”孔型系统生产方坯的方法。通过有限元模拟分析和工业试验相结合研究了圆坯和方坯在菱方孔型中的变形规律,对比了方坯进菱孔和圆坯进菱孔轧制时的变形特点。发现圆进菱轧制时轧件的变形更加均匀,轧件的头尾尺寸超差小,菱孔的磨损更加均匀。为合理利用中间圆孔型轧制方坯工艺规程的制定提供了依据。     

非对称板带热轧头部翘曲的分析与有限元模拟

建立板带轧制的非对称模型 ,分析轧制过程中轧件变形规律 ,以及热轧带钢的生产过程中板带头部弯曲的产生机理。进而通过热轧过程的非对称模型的有限元仿真 ,研究了非对称参数与板带头部弯曲曲率的关系 ,为热轧过程的自动控制提供了依据。     

利用中间圆孔型轧制方坯工艺研究

主要研究圆孔型作为中间孔轧制方坯时的工艺变形特点,通过圆坯在菱形孔以及菱形轧件在后续方孔中变形规律的仿真分析,并对比方坯在菱形孔的变形特征,认为通过合适的轧制压下分配,利用圆孔作为中间孔轧制方坯在工艺上完全可行,完全可以轧制出满足尺寸要求的方坯成品。这种工艺配置不仅可以有效提高多坯型轧制时的孔型共用性,减少轧辊待机量,而且与常规菱方孔型轧制方坯的工艺相比,新工艺在改善成品角部质量,减少轧辊应力集中,减少轧件鱼尾变形量等方面具有明显的效果。     

椭圆孔型张减过程模拟及横向壁厚分布预测

通过对宝钢钢管厂１５２．５ＢＯ椭圆孔型系统主变形机架生产不同壁厚管子的轧制过程进行三维弹塑性有限元模拟,得出经减径后管子沿圆周方向的壁厚分布不均,产生内多边形的缺陷,随着总减径率和壁厚的增加,引起内多边形的程度增大。根据模拟结果对１５２．５ＢＯ椭圆孔型系生产不同规格的管子引起管子在沿圆周方向的壁厚不均进行预测。     

螺纹钢切分轧制哑铃孔中轧件充满程度的有限元模拟

为分析螺纹钢二切分轧制哑铃孔中轧件充满程度,优化孔型形状,笔者借助有限元分析软件MARC／Autoforge,对哑铃孔中轧件的变形进行了模拟。结果表明,改变哑铃孔的基本结构尺寸、调整来料尺寸可增加轧件的宽展并改善哑铃孔的充满程度;但会使轧制压力增加、切分楔磨损严重,所以哑铃孔的设计应同时考虑轧件充满程度和轧辊的磨损程度。     

中厚板MAS轧制过程的有限元模拟

采用有限元软件ANSYS／LS-DYNA对MAS轧制过程及随后的展宽和精轧过程进行了模拟计算,分析了各变形阶段钢板的形状变化及不同MAS轧制参数对钢板边部形状的影响。结果表明：MAS轧制可以改善轧后钢板边部形状。钢板边部形状的改变不仅与MAS轧制的补偿面积有关,而且与MAS轧制段长度和压下量的比值有关,若MAS轧制参数选取不当,钢板边部会发生“过补偿”现象。根据计算结果选取MAS轧制参数,在中厚板轧机上进行了现场生产试验,效果良好。     

Explicit Dynamic FEM Analysis of Multipass Vertical-Horizontal Rolling

Three passes of plate rolling during vertical-horizontal rolling process are simulated with explicit dynamic finite element method and updating geometric method. The equivalent strain and stress fields, and shape change at the head and tail of slab during rolling are obtained. The calculated result of the shape at the head and tail of slab is in good agreement with the measured one. The explicit dynamic finite element method and updating geometric method can be used effectively to analyze the multipass vertical-horizontal （V-H） rolling process.     

板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

根据宝山钢铁集团公司2050 板材热轧生产工艺,采用弹塑性有限元法建立了热力耦合非对称轧制仿真模型.利用该模型分析了非对称轧制过程的非对称机理,研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差对板材头部翘曲的影响规律,同时实现了通过调整辊速比控制厚向非对称温度分布造成的板材头部翘曲.根据不同工艺参数下控制部翘曲的计算结果,利用Matlab程序回归建立了控制上下表面温差引起板材头部翘曲的辊速比设定数学模型.     

FEM Analysis of Rolling Pressure Along Strip Width in Cold Rolling Process

 Using 3 D elastic plastic FEM, the cold strip rolling process in a 4 high mill was simulated. The elastic deformation of rolls, the plastic deformation of the strip, and the pressure between the work roll and the backup roll were taken into account. The distribution of rolling pressure along the strip width was obtained. Based on the simulation results, the peak value of rolling pressure and the location of the peak were analyzed under different rolling conditions. The effects of the roll bending force and the strip width on the distribution of rolling pressure along the width direction were determined.     

用显式动力学有限元法分析压下率对板带轧制压力分布的影响

采用大型商用显式动力学有限元分析软件Ansys/LS-DYNA模拟了板带轧制过程，所计算的变形区轧制压力分布与相关实验结论符合较好，证明显式动力学有限元法可有效地用于分析板带轧制压力分布。     

H型钢轧制过程三维弹塑性大变形有限元模拟

针对轧制Ｈ型钢过程中易出现产品缺陷等问题,应用有限元软件（ＭＡＲＣ）的二次开发技术建立了Ｈ型钢的轧制模型,模拟了轧制过程。给出了Ｈ型钢的腹板、翼缘及其交界区３点在轧制过程中的应力及金属流动变化情况。结果表明,轧件出口后轧制断面上轧制方向的残余应力是造成Ｈ型钢腹板屈曲及其他缺陷的主要原因     

Head and Tail Shape Control in Vertical-Horizontal Rolling Process by FEM

Using 3D rigid-plastic finite element method (FEM), a numerical simulation model for nonsteady state vertical-horizontal rolling process in roughing trains was built and was validated by comparing the simulated values with experimental ones of width and shape of the stock ends. According to certain 2050 roughing processing technologies, the short shape control (SSC) of the stock ends was investigated using the model. Based on the simulated. results, a new SSC model was developed. The analyzed results showed that the new SSC model is effective in improving the shape of the stock ends.