高速线材粗轧过程的变形与损伤分析

分析了高速线材粗轧过程的等效应变、等效应变能密度和损伤状况,结果表明轧件角部区城容易出现损伤,且不易愈合.     

大规格棒材粗轧过程数值模拟及表面缺陷分析

利用有限元软件MSC.MARC对南钢棒材厂大规格棒材热轧生产线粗轧过程进行有限元模拟,分析轧件粗轧后断面形状尺寸、温度、等效塑性应力应变和宽展情况,探讨轧件表面缺陷产生的原因及位置。模拟得出,粗轧过程中轧件变形的不深入及不均匀性导致最终产品在轧件圆断面45°角表面附近延长度方向容易产生缺陷。预测的轧件表面缺陷位置与现场实际缺陷位置吻合,验证了有限元模型的正确性,为现场实际生产和工艺优化提供了参考数据。     

热连轧圆钢成品孔型的有限元分析

根据ф16 mm圆钢的轧制规程,运用有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA大变形弹塑性显式分析动力学模块,对终轧机架在分别采用双半径圆弧和切线扩张角两种成品孔型条件下的热连轧过程进行有限元模拟。对比分析了同一轧件在不同孔型中的金属流动特性和应力应变分布规律。结果表明,有限元模拟结果与实际生产过程相吻合;对同样采用30°扩张角的两种孔型而言,轧件在双半径圆弧成品孔型中的表面受力和总体应变分布更为均匀;轧件在成品孔型的圆弧扩张部位受到的应力较大,使轧辊轧槽表面磨损不均;采用材质硬度更高的成品轧辊,可以降低轧槽表面的磨损程度,延长轧辊孔型的使用寿命,节约生产成本。     

小规格H型钢粗轧扭转影响因素分析

针对小规格H型钢粗轧过程中轧件出现扭转变形问题,以某钢厂小H型钢粗轧工艺参数为参考,利用Marc/superform有限元软件对粗轧轧制阶段进行模拟,分析轧件产生扭转变形的原因以及工艺因素对轧件扭转变形的影响规律。结果表明：小型H型钢粗轧过程轧辊轴向错位或来料偏扭都会引起轧件的扭转;减小孔型侧壁斜度对抑制轧件扭转程度作用明显;扩大槽底圆角能够增大翼缘外端部与圆角处接触面积,对轧件扭转起到一定的限制作用。文中孔型系统下V2,V5压下量比值越大轧件扭转越严重,立轧道次压下量比值控制在1.1～1.5范围更有利于提升轧制稳定性。     

数值模拟在棒材热轧过程及缺陷预测中的应用

采用三维刚塑性有限元方法, 耦合轧制过程的温度场和应力、应变场, 利用DEFO RM-3D 有 限元软件模拟了棒材的热轧过程.通过分析轧件表面不同位置点的等效应变和等效应力, 得出轧件 尾部的变形比头部更充分以及中部变形较头部和尾部更稳定的结论;通过对轧件温度场的分析, 得 出了棒材热轧制结束瞬间, 沿着轧制方向, 表面温度呈下降趋势的结论, 此结论与轧制理论相吻合; 最后, 通过分析离散点的等效应变率、Y 向应变率和等效应力, 对棒材热轧过程中轧件表面易产生 缺陷的位置进行了预测, 模拟位置与实际位置基本吻合, 体现了数值模拟方法对于轧钢生产的重要 现实意义.     

大棒材热轧工艺的数值模拟

大棒材轧制属于高温大变形塑性成形过程,为了研究轧制过程中轧件温度场、应变场及微观组织演变的规律,在热模拟实验的基础上建立了大棒材初轧道次热-力-组织耦合的有限元模拟模型。模拟结果显示,轧制过程中轧件由于发生再结晶使晶粒得到细化,初轧完成后,轧件平均晶粒尺寸由芯部到表层逐渐减小;由于大棒材初轧过程中轧件芯部变形量较小,不利于轧件芯部孔隙性缺陷的压实,因此提高热轧连铸坯的芯部致密度是改善大棒材芯部质量的重要措施之一。     

斜轧孔型工艺H型钢初轧过程模拟仿真分析

为优化H型钢产品孔型工艺,提高孔型设计精度,利用有限元软件,对100mm×100mm规格H型钢产品的初轧孔型进行轧制过程模拟计算,得到各道次轧件在变形过程中的孔型充满度、金属流动性以及应力应变的仿真结果．分析表明：在斜轧孔型初轧过程中,各孔型均未完全充满,K2、K3、K4孔型的闭口腿内侧金属与轧辊有脱离现象发生．K1、K2孔型的楔子部位应变最大,K3、K4孔型在开口翼缘部位金属出现内翻现象．     

晶粒尺寸和塑性应变幅对多晶铜疲劳的滞回能的影响

研究了多晶铜循环形变中晶粒尺寸和塑性应变幅对滞回能的影响.通过不同温度退火获得具有不同晶粒尺寸的试样,在岛津5kN疲劳机上进行恒塑性应变疲劳实验,通过分析不同塑性应变幅下滞回能密度随循环周次的变化规律,以及不同晶粒尺寸下饱和前吸收的累积滞回能随塑性应变幅的变化规律,得出结论:晶粒尺寸越小,饱和前吸收的累积滞回能越大;随塑性应变幅增加,相同循环周次时的滞回能密度增大,饱和前吸收的累积滞回能减小;随塑性应变幅增加,晶粒尺寸对饱和前吸收的累积滞回能影响减弱.     

900 MPa级高强钢应变疲劳行为研究

通过应变控制疲劳试验,对1种900MPa级高强钢的循环软硬化行为、循环应变机制及塑性应变能与循环软化的关系进行研究.结果表明：试样的循环软硬化行为随应变幅增加而发生改变,应变幅低于0.3％时,试样主要发生弹性变形,循环行为表现为循环稳定,应变幅为0.4％时,试样的变形行为由弹性变形为主过渡到塑性变形为主,循环行为由循环稳定过渡为循环软化,应变幅高于0.6％时,试样主要发生塑性变形,循环行为表现为循环软化;试样的塑性应变能密度受应变幅的影响且具有循环相关性,应变幅高于0.6％时,试样的塑性应变能密度较高,但随周次变化较小,应变幅低于0.4％时,试样的塑性应变能密度较小,但随周次变化较大;试样的循环软化率随塑性应变能吸收量的增加而提高.     

大棒材轧制对孔隙性缺陷压合的模拟方法研究

通过引入相对密度来间接表征轧件内部呈弥散分布的孔隙性缺陷,利用体积可压缩刚塑性有限元法模拟轧制过程中棒材芯部相对密度变化情况,根据模拟结果分析轧制工艺对轧件芯部孔隙性缺陷压合的影响情况,得到相应的变化规律。某钢厂将该研究结果应用于棒材轧制工艺参数制定,产品质量明显提高,验证了该方法的实用性和可靠性。     

一种改进的当量应变能密度方法

讨论了循环加载下材料的塑性应变能、储能和热能耗散,发现当量应变能密度(equivalent strain energy density,ESED)准则相比Neuber准则多考虑了塑性应变能密度,因此当量应变能密度准则局部应变场估计值会远低于Neuber准则的估计值. 提出改进的当量应变能密度方法,改进方法的估算值比Neuber准则更接近试验值,且寿命估计结果在工程上应用安全. 改进的当量应变能密度准则的估计结果与疲劳失效试验结果符合较好.     

一种改进的当量应变能密度方法

讨论了循环加载下材料的塑性应变能、储能和热能耗散,发现当量应变能密度（equivalent strain energy density,ESED）准则相比Neuber准则多考虑了塑性应变能密度,因此当量应变能密度准则局部应变场估计值会远低于Neuber准则的估计值.提出改进的当量应变能密度方法,改进方法的估算值比Neuber准则更接近试验值,且寿命估计结果在工程上应用安全.改进的当量应变能密度准则的估计结果与疲劳失效试验结果符合较好.     

蝶式孔型过渡圆弧半径对角钢腿端折叠影响的数值分析

采用三维弹塑性有限元法对马钢140号角钢轧制进行模拟,分析轧制过程中蝶式孔型过渡圆弧半径对轧件断面在各道次的应变分布和孔型充满度的影响,通过增大孔型过渡圆弧半径来防止充满度过大而抑制腿端折叠的形成.     

无张力孔型设计方法在45°轧机上的应用

本文对线材无扭精轧机组的工艺特点进行了分析、探讨并提出无张力孔型设计方法,从而可减少线材头尾超差缺陷,提高产品的成材率。     

冷拔工艺对工业单晶铜线材组织和力学性能的影响

单晶铜线材常需经过冷拔变形才能使用,冷拔变形导致单晶铜线材的微观组织发生改变,影响其性能.文中在不同的冷拔工艺下,对热型连铸工业单晶铜线材进行了冷拔变形实验,分析了冷拔工艺对其组织和力学性能的影响.结果表明:当总体真应变一定时,较小的相邻模具真应变量和较低冷拔速度仅能使工业单晶铜线材内部晶粒拉长、变细.增加相邻模具真应变和冷拔速度均会导致线材内部局部区域出现形变位错界面和形变孪晶.随着冷拔速度和相邻模具真应变的增加,冷拔工业单晶铜线材的强度增加、延伸率下降.采用较低的冷拔速度,较小的相邻模具间真应变,工业单晶铜线材优异的塑性得以较好的延续,穿模成功率提升,冷拔过程中的断线率降低.     

轧制问题的边界单元法解

本文假设轧件处于平面应变条件下,轧辊与轧件之间为粘着摩擦,用刚塑性边界单元法计算了平板轧制过程的单位压力和轧制力,并与实验结果及有限单元法的计算结果进行了比较.     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

320mm×480mm断面矩形坯连铸轻压下过程热力耦合分析

针对断面为320 mm×480 mm矩形连铸坯存在的中心偏析和中心疏松等缺陷,结合某厂矩形坯连铸工艺条件,建立矩形坯连铸轻压下过程热力耦合三维数学模型,模拟分析连铸压下量和压下区间对矩形坯压下效果的影响规律,据此提出优化轻压下工艺建议。结果表明：铸坯的塑性应变主要分布在纵向心部±30 mm位置,与压下时刻的固相率关系较大;其他条件一定时,压下量越大心部的等效塑性应变越大,压下量为11 mm时等效塑性应变为0.035;压下量越大,铸坯中心纵向位移越大,铸坯心部变形量越大;压下区间固相率为0.3～0.9和0.7～1.0时铸坯心部等效塑性应变为0.024～0.026,压下区间固相率为0.1～0.8时铸坯心部等效塑性应变几乎为零,因此压下区间固相率不能小于0.1～0.8。建议在铸坯轻压下过程中,除考虑压下量及压下区间等工艺参数对铸坯应变及位移的影响外,还应考虑过热度、拉速等生产过程参数对铸坯质量的影响,多角度优化轻压下工艺。     

37#球扁钢槽式闭口轧法孔型设计实践

基于闭口槽式孔型系统,开发出大规格(37#)船用球扁钢的热轧生产工艺。充分利用850可逆式粗轧机压下灵活和轧件高温下易于变形的特点,850粗轧机采用较大压下量,中精轧机压下适当减小,确保中精轧稳定。该孔型系统生产调整方便,满足了大规格球扁钢的高精度高质量的生产要求。     

枣弧形零件板式楔横轧应力应变分析

根据枣弧形零件外形特征在ProE三维软件中建立模具模型,通过有限元分析软件DEFORM-3D对枣弧形零件板式楔横轧进行有限元模拟,对模拟结果进行轧件的轴向截面、径向截面的应力、应变分析,同时分析轧制过程中轧件的始温和轧制速度对轧件温度和轧制力的影响;利用DEFORM-3D中的点追踪功能就轧件径向中心的应力变化,分析轧件最可能产生裂纹缺陷的区域。结果表明;轧件内部裂纹较容易出现在靠近轧件心部应力发生交替变化的区域。