薄板坯CSP线连轧过程变形的有限元模拟

借助Marc商用软件 ,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法 ,对薄板坯CSP生产线Q2 35钢 15 0 4mm× 4 2mm轧件第 2道次的热轧过程进行轧件温度场分布以及轧制力能参数变化的模拟和分析。结果表明 ,从轧件入口到轧件出口 ,沿轧制方向等效应变逐渐增大 ,最大值为 0 5 7;模拟得到的轧制力为 2 3380kN ,现场轧机记录轧制力为 2 35 37kN ,预测误差为 0 6 7% ,所采用的有限元模拟方法能较好地反映金属的实际变形。     

20CrMnTi齿轮钢棒材热连轧有限元模拟

通过对棒材热连轧过程的分析,建立了20CrMnTi钢800~1150℃,变形量0~0.8,应变速率0~3 s^-1的Hensel-Spittel流变应力模型;利用LARSTRAN/SHAPE有限元软件模拟了20CrMnTi从200 mm×200 mm的方坯经8道次连轧为Φ90 mm圆棒的过程,分析了轧件在圆弧侧壁的圆孔型和直线侧壁的圆孔型下轧制过程中的应力场、应变场、温度场和轧制力及力矩的变化情况。模拟结果表明,轧件圆角部位等效应力、等效应变较大且温度较低,容易出现轧制质量缺陷;圆弧侧壁的圆孔型轧制圆钢时的精度略高于直线侧壁的圆孔型。     

连铸板坯矫直过程应力应变的有限元模拟

采用弹塑性有限元分析法,对拉速1.0m/min、厚度230mm的板坯,在3套不同的辊列布置的单点矫直、四点矫直、连续矫直进行应力应变的有限元模拟。结果表明:铸坯等效VonMises应力值和铸坯水平方向应力按单点矫直、四点矫直、连续矫直依次减小;与单点矫直相比,四点矫直减小了每次矫直的变形量和应变速率;连续矫直时,在变形区内等效应变沿长度方向呈线性变化,最大值为1.11%,等效塑性应变速率较低,约为5.5×10^-5s^-1,其应变速率最低,是比较理想的矫直方式。     

用连铸坯轧制重轨的变形模拟实验

以铅为实验材料，在实验室二辊φ100mm开坯机上采用网格法模拟了以连铸方坯为坯料轧制重轨时轧件的变形规律，研究了压下规程及轧制速度对轧件在不同孔型轧制时变形等效应变分布的影响，发现等效应变分布的基本规律性，为制定合理的重轨压下规程及采用连铸坯轧制重轨提供了实验依据。     

精轧开轧温度对Q235B连轧过程的影响规律研究

本文基于ABAQUS/Explicit平台建立了Q235B热连轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了精轧开轧温度对成形环件的应变和温度分布不均匀性以及轧制力能参数的影响规律,同时进行了现场轧制实验的验证。结果表明:随着开轧温度的增加,轧件的温度分布愈来愈不均匀,等效应变分布愈来愈均匀,轧件中部的等效应变增大,轧制力、轧制力矩逐渐减小。     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

采用刚塑性有限元法解析了宽厚板立轧过程中头、尾凹形和边部狗骨的形成规律。轧件长度中心区域立轧时主变形区前、后外端约束始终存在,该区金属进入主变形区前后均没有协调运动,形成的狗骨较高,长度较小。轧件头部区域立轧时主变形区后外端约束始终存在而前外端约束逐渐形成,主变形区内金属易于沿轧件宽度和长度方向流动,轧件头部区域金属离开主变形区后的协调运动导致其头部宽度不足和头部凹形增大。轧件尾部区域立轧时主变形区前外端约束始终存在而后外端约束逐渐消失,主变形区内金属易于沿轧件宽度和长度方向流动,尾部区域金属在进入主变形区之前的协调运动增大了轧件尾部凹形。研究成果可用于指导热轧宽厚板立轧头尾短行程控制轧制和开发新的宽厚板平面形状控制技术。     

高碳硅镇静钢中失效夹杂物检测方法的探讨

摘要：采用刚塑性有限元法解析了宽厚板立轧过程中头、尾凹形和边部狗骨的形成规律。轧件长度中心区域立轧时主变形区前、后外端约束始终存在，该区金属进入主变形区前后均没有协调运动，形成的狗骨较高，长度较小。轧件头部区域立轧时主变形区后外端约束始终存在而前外端约束逐渐形成，主变形区内金属易于沿轧件宽度和长度方向流动，轧件头部区域金属离开主变形区后的协调运动导致其头部宽度不足和头部凹形增大。轧件尾部区域立轧时主变形区前外端约束始终存在而后外端约束逐渐消失，主变形区内金属易于沿轧件宽度和长度方向流动，尾部区域金属在进入主变形区之前的协调运动增大了轧件尾部凹形。研究成果可用于指导热轧宽厚板立轧头尾短行程控制轧制和开发新的宽厚板平面形状控制技术。     

轧辊直径不等的非对称轧制条件下变形区内的变形分析

为了研究非对称轧制条件下变形区内金属的变形情况,采用三维大变形热-力耦合有限元法,分析了轧辊半径不等的非对称热轧板带变形区内轧件变形的情况,得到了在不同异径比条件下,变形区内应力、应变和应变能量密度的分布规律。结果表明：在非对称轧制条件下会产生不同于普通压缩变形的附加剪切变形,而且异径比越大,产生的附加剪切变形也越大。     

轧辊半径对轧件变形影响的有限元分析

采用三维大变形热—力耦合有限元法分析了热轧板带时不同轧辊半径对变形区内轧件变形的影响。得到了不同轧辊半径下变形区内等效应变、剪切应变和应变能量密度的分布规律。结果表明在其他条件相同的情况下,轧辊半径越大,变形区内的变形也越大。该结果对组织细化具有一定的指导意义。     

特厚板厚度方向形变传递规律的仿真分析

 基于Gleeble热压缩试验、有限元方法对一种HSLA钢特厚板轧制过程中厚度方向变形向心部传递的规律进行了仿真研究。首次从有限元角度定量揭示出特厚板生产中高温、低速、大压下量的轧制规范机理。仿真所用材料本构模型由Gleeble试验数据结合Arrhenius方程所构建,研究了轧制速度、压下量、轧制温度以及板坯厚度对特厚板厚度方向应变分布的影响规律。结果表明,轧制速度小于1 m/s时（平均应变速率小于 0.33 s－1）,有利于变形向钢板心部传递,削弱截面效应;压下量越大,钢板等效应变越大,且厚度方向最大等效应变出现的位置向心部偏移;轧制温度对等效应变的分布影响不显著,但是高温轧制有利于减小轧机负荷;板坯越厚,变形分布不均匀性越显著。当板坯厚度为500 mm时,截面的最大、最小等效应变差达到0.2。生产中,在设备允许的情况下,建议特厚板的轧制采用高温、低速、大压下量规范。     

Φ16 mm GCr15轴承钢棒材KOCKS轧机热连轧工艺数值模拟和分析

采用DEFORM-3D三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件对Ф21.5 mm GCr15轴承钢坯料在四架KOCKS轧机连轧成Φ16 mm棒材工艺过程进行了数值模拟。分析了棒材在KOCKS轧机孔型中轧制时的等效应力、等效应变、温度场以及轧制力等轧制工艺参数。结果表明,棒材在KOCKS机组中的变形主要发生在延伸孔型,精轧孔型的变形量较小,尤其在最后一道次;棒材在KOCKS机组中的宽展是不均匀,在靠近轧辊的区域宽展较小,在辊缝处宽展较大并产生鼓形;棒材在KOCKS机组中等效应变已达到芯部渗透,这对保证组织致密度和成品内部质量是非常有利的,现场各道次轧制力的实测值与模拟值的相对误差＜2%。     

不锈钢热压变形组织不均匀性的有限元分析与试验

 采用有限元方法对AISI 304钢经1100℃,0.1,1,10s-1的热压变形过程进行了数值模拟,分析了变形试样上等效应变的分布情况,确定了实际变形条件与试验设定条件之间的关系及合理的组织观察位置,研究了不均匀变形对奥氏体显微组织变化的影响。结果表明：不锈钢热压试样变形与组织不均匀性十分明显,心部的等效应变比实际设定值大40％左右,而端面值小于设定值的1/6,且应变速率对等效应变的分布情况影响不大;1100℃,1s-1,设定真应变为1（工程应变为63.2%）的试验条件下,变形试样心部组织发生完全动态再结晶,变形轴线端面位置组织与未变形组织形貌相似,且试样截面上硬度分布不均匀,沿变形轴线方向,硬度从端面到心部逐渐增大,端面硬度最小值为238HV,心部硬度最大值为251HV。     

热轧U型钢板桩切深孔型宽展模型的研究

利用铅试样在1:10相似比,轧辊直径130 mm,辊身长度265mm,最大轧制压力150 kN,电机功率5.5kW的实验轧机上对轧辊直径1200mm,辊身长度2200 mm,最大轧制力25000 kN,轧机功率1 000 kW的钢厂轧机进行孔型轧制模拟试验,研究0.1~0.5 mm压下量,轧辊直径97.72~107.65 mm,以及轧制润滑系数0.21~0.45对轧件宽度变化的影响。结果表明,轧制的型钢宽展随压下量增大,摩擦系数的增大而增加;将复杂非对称面进分部研究后合并影响的模式研究复杂断面型钢的宽展是可行的;获得的切深孔型宽展计算模型经实验室轧制变形测量证明是有效的。     

残余氧化铁皮对机座刚度及轧制力偏差分析

针对国内某厂厚板轧机出现轧制力偏差的实际情况,研究了轧机两侧刚度差对轧制力偏差的影响。建立了支撑辊标高调整时候阶梯垫上面残留氧化铁皮对轧机机座刚度的影响模型,基于模型替代法建立了整体轧机有限元模型,进而通过有限元模拟计算出轧机机座刚度差引起的轧辊挠度改变量、出口厚度变化量、辊间压力变化量以及轧机两侧轧制力的偏差。结果表明：当氧化铁皮的厚度为5mm残余面积分别为26.66%、36.79%和46.92%时,氧化铁皮的等效刚度变化范围为［605,674］kN/mm。当轧机上下无刚度差时,轧机两侧轧制力偏差最小,偏差为5t;当压入的残余氧化铁皮面积最多时,此时轧机两侧轧制力偏差最大,数值为30t。     

不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72 mm Q235钢基板和14 mm 304不锈钢复板11道次变形至12 mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

4不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72mm Q235钢基板和14mm 304不锈钢复板11道次变形至12mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

四线切分轧制的数值模拟

 切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成2根或2根以上独立分支的新工艺。采用有限元软件Deform 6.1模拟出应用四线切分轧制工艺生产直径为14mm螺纹钢筋的预切分道次和切分道次的轧制过程,计算出相应特殊孔型下的轧制力,并且将用有限元方法计算的结果与现场实测相比较,两者相差10%左右,满足生产实际要求。模拟仿真了轧件在四线切分导卫中的切分过程,得出2对切分轮的各方向受力曲线。     

60 kg/m钢轨热轧过程的三维有限元模拟

采用非线性有限元软件MARC/AutoForge，通过三维弹塑性热力耦合的有限元方法模拟了重轨800-I孔的变形过程，分析了轧件上等效应力、应变场、温度场和轧制力。轧件最大变形值于帽形腰腿圆弧和两侧腿尖处，在轧件中部靠近表面区域升温最大。