多道次立-平辊轧制轧件角部金属流动状态有限元模拟

利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法对平立辊、内导角半径50 mm孔型辊8、0 mm孔型辊三种情况下,多道次立-平辊轧制过程进行了模拟,分析了三种立辊情况下,轧件角部金属的流动情况.得出在既定轧制规程下,采用平立辊时,轧件角部金属被翻边至轧件水平面上;采用孔型立辊时,轧件角部金属保留在轧件水平面与侧面的交线上.     

延伸孔型中轧制时轧件的宽展

平辊轧制时的宽展。立轧道次中的宽展。孔型形状、轧件宽度、张力、轧制速度对宽展值的影响。延伸孔型中轧制时宽展的实用计算公式。计算值与试验结果的比较。     

辊型对半固态变形影响的三维有限元分析

采用多孔材料的几何模型，利用MARC有限元软件对弹簧钢60Si2Mn半固态轧制过程进行了三维有限元模拟，分析了在平辊和孔型轧制条件下的应力、应变场。在孔型中轧制，轧件变形区横截面上应力、应变场分布均匀。模拟结果与实验结果相吻合，说明半固态材料适合在孔型中轧制。     

多道次可逆立-平轧制的数值模拟

利用显示动力学方法和重启动方法,以现场实际轧制参数为基础,对5道次可逆立-平轧制过程进行了数值模拟.结果表明:厚件在轧制过程中容易产生双鼓变形,而薄件一般出现单鼓变形;立辊轧制可以有效地纠正双鼓变形,避免形成边部金属夹层;对角部节点进行跟踪发现角部的金属最终流动到板坯的上下表面;立轧具有一定的修复微小缺陷的作用,从而改善和提高了带钢的边部质量.该方法的应用为可逆轧制分析提供了新的分析方法,可以为立-平轧制的各道次提供准确的轧制参数.     

连铸坯液芯轧制的模拟实验与计算

对连铸方坯带液芯轧制的工艺进行了计算机模拟实验的分析，指出了方坯带液芯轧制时的变形特点、应力、应变的变化趋势，以及液芯率的大小对轧制能耗和应力、应变及变形规律的影响．在有液芯存在时，轧件的上下表面向内凹陷，侧面易于形成单鼓变形，并且随液芯率的增大而增大；同时由于静不定的作用引起轧件角部的旋转．加上变形的作用，将导致边部应力大大增加，其表现出来的变化是先减小而后增大的趋势．     

立辊形状对粗轧板坯侧弯的影响

在板坯两侧存在温度差的条件下,采用平立辊和孔型立辊轧边后板坯形成的狗骨坯形状是不同的,在其后的四辊轧机中轧制时产生的侧弯也不同·采用有限元对不同板坯两侧温度差的孔型立辊轧制过程进行了模拟和分析,得到了板坯狗骨形状的数学模型·并以此为基础,采用影响函数法对随后的四辊轧机轧制过程中的侧弯进行了解析计算,得到了不同板厚沿宽度方向的分布规律及在距轧机50m处的侧弯量·结果表明孔型立辊轧制后又经水平辊轧制的板坯侧弯量明显比平立辊时为小·所得结果对板坯粗轧过程侧弯的控制具有一定的指导意义·     

热连轧圆钢成品孔型的有限元分析

根据Φ16 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.     

平辊轧制矩形件脱方规律的研究

通过钢辊轧制铅件模拟热轧钢件,研究了平辊轧制矩形件过程,轧件的宽高比、鼓形比和压下率三个参数对脱方的影响。通过实验建立了平辊轧制矩形件及轧件脱方的回归模型。此模型可对平辊轧制矩形件产生的脱方量进行定量计算。     

轧制工艺参数对钢板平面形状的影响

利用有限元法计算软件ANSYS/LS DYNA,对不同工艺参数的立辊轧边、展宽轧制及精轧的中厚板生产过程进行了模拟计算·由模拟计算知,随立辊侧压量增大,展宽轧制后板坯前端由凸鼓形向凹鼓形变化,后端始终为凸鼓形,展宽轧制后轧件切头尾长度及宽度波动量先减小后增加,精轧后轧件宽度波动变化与展宽轧制时相似·展宽比大时,立辊轧边对减少宽度波动量效果较好;要得到好的轧后平面形状,应使展宽轧制后的钢板边部保持平直或微凸·模拟计算结果为合理匹配立辊侧压量、展宽比及精轧延伸率,提供了理论参考·     

连铸坯液芯轧制的模拟实验与计算

对连铸方坯带液芯轧制的工艺进行了计算机模拟实验的分析,指出了方坯带液芯轧制时的变形特点、应力、应变的变化趋势,以及液芯率的大小对轧制能耗和应力、应变及变形规律的影响.在有液芯存在时,轧件的上下表面向内凹陷,侧面易于形成单鼓变形,并且随液芯率的增大而增大;同时由于静不定的作用引起轧件角部的旋转.加上变形的作用,将导致边部应力大大增加,其表现出来的变化是先减小而后增大的趋势.     

调宽轧制平轧过程轧件角部应力研究

对调宽轧制“狗骨”材在平轧过程中的变形行为进行了有限元模拟,分析了“狗骨”材峰顶位置、最大狗骨高度、道次压下量对平轧过程轧件角部拉应力的影响·结果表明:“狗骨”材峰顶位置对轧件角部拉应力影响较大,达到66·7%,最大狗骨高度、道次压下量对轧件角部拉应力影响较小;随着狗骨位置的增加,轧件角部拉应力增加·研究结果对指导生产、提高成材率具有重要意义·     

H型钢万能轧制过程中金属流动的有限元分析

采用显示动力学有限元软件LS-DYNA,结合生产实际,对H型钢万能轧制进行了仿真计算.在仿真结果的基础上,根据轧制平面内的节点位移矢量分布情况,分析了轧件断面内金属流动规律.仿真结果显示轧件断面内在立辊和平辊压下方向上存在"零位移线",说明在H型钢万能轧制过程中,在立辊和平辊压下方向上轧件内金属流动存在"位移中性面",并伴有翼缘端部金属流动产生"内翻"的情况.     

无孔型轧制时轧件展宽的研究

本文对无孔型轧制时轧件展宽进行了实验研究和理论分析,在定量分析歪斜轧件轧制时轧件单侧展宽的基础上,采用刚-塑性材料变分原理对歪斜轧件的轧制变形过程进行了解析,通过曲线拟合将最接近真实速度场的数值解表示成了具体的函数表达式,推导了无孔型轧制时轧件宽展系数的理论计算公式。理论计算的结果与实验结果符合很好。     

立辊锥角对H型钢翼缘宽展和轧制力的影响

采用三维弹塑性有限元法模拟了不同立辊锥角的H型钢万能轧制过程，分析了立辊锥角大小对翼缘宽展和轧制力的影响。以工业纯铅为材料，采用在试件断面划分网格的方法，在燕山大学H型钢三机架连轧机组上进行了实验研究，验证了数值模拟结果的正确性。     

H型钢轧制力和力矩的研究

本文对万能孔型中轧制H型钢时的轧制力和力矩进行了模拟实验研究和理论分析,模拟实验以在可逆式H型钢连轧机组上轧制H200×200为研究对象,得到了无张力、前张力、后张力三种轧制条件下的轧件腰部及边部平均单位压力和水平辊轧制力矩;理论分析采用刚塑性有限元法,在总泛函中考虑了张力功率和速度不连续面上的剪切功率,理论计算得到的H型件的轧制力和力矩均与实验结果符合良好。     

异型扁坯轧制过程筋部的充满规律

研究了异型扁坯热轧成型过程及筋部充满规律。结果表明，异型扁坯经三道次热轧即可成型；第一、二道次轧制过程中，在轧件轧前宽度一定时，轧件腿部压下量存在临界值，当腿部压下量小于该值时，筋部孔型充满度随轧件腿部压下量的增加而明显增加并趋势近于１，随轧件轧前宽度的增加孔型充满度线性增加，但增长幅度较小；第三道次筋部孔型充满度受轧件腿部压下量和轧件宽度的影响很小。     

轧件内部裂纹的模拟实验方法与愈合行为

提出一种预置轧件内部裂纹的模拟实验新方法,即钻孔填充法,将其用于普碳钢中厚板内部裂纹的预置,并对其愈合行为进行轧制实验研究.研究了位于轧件中心、厚度方向三分之一处等位置的裂纹愈合情况.实验结果表明,压下率达到50%以上、开轧温度在1100℃时,内部裂纹可完全愈合;且位于轧件厚向中心位置裂纹的愈合程度好于其他位置,采用缓冷方式时裂纹的愈合程度好于空冷.对轧制过程中裂纹愈合的机理进行了分析,认为在轧制变形条件下,压应力状态为裂纹愈合提供了静力学条件,塑性变形过程中大量原子的定向运动,为裂纹愈合提供了物质补给条件,裂纹两侧的金属原子更容易找到新的平衡位置,形成统一的晶格点阵,从而实现裂纹愈合.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

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连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

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．     

基于相对密度的大棒材轧制对孔隙性缺陷压合影响研究

针对大棒材轧制生产过程中产品芯部孔洞及裂纹等孔隙性缺陷影响产品质量问题. 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. 将该研究结果应用于某钢厂棒材轧制工艺参数制定,产品质量明显提高,验证了所用方法的实用性和可靠性.