GCr15棒线材连轧过程有限元模拟

借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了棒线材连轧过程的三维弹塑性模型,将φ8 mm GCr15棒线材从出炉到精轧结束共26道次的轧制过程分为6段进行了模拟.前3个模型采用了静态分析,模型道次间刚性体以实际速度推动轧件进入下一道次.由于中轧道次后的轧制过程速度较高,后3个模型的模拟使用动态有限元法,在方程中引入了惯性力.用该组模型分析了连轧过程中轧件的变形以及温度演化规律,计算结果与测量结果吻合较好,证明了该模型模拟棒线材轧制过程的有效性.     

连续速度场解析平面变形轧制

利用柱坐标系对平面变形轧制问题建立了连续速度场并获得上界解析解。该解与以运动许可的三角形速度场得到的上界解进行比较表明,有时本解法可得到更低的上界值。     

新工艺 新产品 新设备

高速线材精轧机组每秒钟轧钢速度达65m的一条高速线材精轧机组,日前在西安航空发动机(集团)有限公司顺利通过试车,并启运交付苏州钢铁股份有限公司投入使用.高速线材精轧机组是集现代轧钢技术和机械、电子、液压、仪表于一体的高科技机电一体化产品.高速线材轧制技术与传统的普通线材轧制技术相比,具有连续轧制、无张力、无扭矩、控温、控冷、高度自动化的特点.西航集团公司这次为苏州钢铁股份有限公司制造交付的这条高线精轧机组是由10架45°侧交无扭悬臂高速精轧机组和夹送辊、飞剪、卡断剪、增速齿轮箱、吐丝机等16台关键设备组成,它适合对(?)16mm～(?)21mm棒材进行轧制,精轧后的线材规格为(?)5.5mm～(?)12mm.其线材轧制速度和轧钢质量完全达到国外同类产品水平.(郭旭之)将煤烟返烧的洁净燃煤技术     

高速线材热连轧时组织结构的计算机模拟

针对唐钢高速线材厂的生产实际,借助于理论与实验模型,通过计算机模拟研究了高速线材在承受变形时其内部因奥氏体再结晶导致的组织结构的变化。结果表明,除粗轧阶段中的强迫咬入道次以动态再结晶为主以外,其它道次以亚动态再结晶为主。个别道次仅发生少量的静态再结晶,这对组织性能及轧制负荷均有不利影响;此外发现,对高速线材轧制,Z因子对动态、亚动态再结晶的发生与否影响不大,主要影响因素是变形程度的大小。作为将理论与实验的研究应用于高速线材生产现场的初步尝试,为在实际中控制与预报高速线材的组织性能以及提高轧制负荷的计算精度提供了奥氏体再结晶规律的理论基础。     

高速线材热连轧时组织结构的计算机模拟

针对唐钢高速线材厂的生产实际 ,借助于理论与实验模型 ,通过计算机模拟研究了高速线材在承受变形时其内部因奥氏体再结晶导致的组织结构的变化。结果表明 ,除粗轧阶段中的强迫咬入道次以动态再结晶为主以外 ,其它道次以亚动态再结晶为主。个别道次仅发生少量的静态再结晶 ,这对组织性能及轧制负荷均有不利影响 ;此外发现 ,对高速线材轧制 ,Z因子对动态、亚动态再结晶的发生与否影响不大 ,主要影响因素是变形程度的大小。作为将理论与实验的研究应用于高速线材生产现场的初步尝试 ,为在实际中控制与预报高速线材的组织性能以及提高轧制负荷的计算精度提供了奥氏体再结晶规律的理论基础     

热轧带钢精轧过程考虑相变的轧制力模型

对部分在精轧过程发生相变的热轧钢种,当在双相区轧制时,因奥氏体与铁素体的变形抗力随轧制温度的变化规律不同,使得传统轧制力模型的预报误差很大,影响轧制过程参数控制精度.为此,研发了一种适用于精轧过程发生相变的热轧轧制力模型.首先建立了余弦形式的相变体积分数模型,算出不同轧制温度下奥氏体与铁素体的体积分数;接着,建立加权形式的轧制温度对变形抗力影响项的计算公式,较好地模拟出轧件在双相区轧制的变形特性;最后,把该模型用于宝钢1880热轧轧制力预报在线计算,实际生产表明,该模型显著提高了无取向电工钢等精轧相变带钢的轧制力预报精度,改善了轧制稳定性.     

三角形速度场解析平面变形辊拔与辊挤

文章对平面变形辊拔与辊挤问题建立了运动许可的三角形速度场并获得上界解析解。该解与 Avitzur 以连续速度场得到的上界解进行比较表明,有时本文解法可得到更低的上界值。     

连续速度场解析平面变形正反向挤压

对平面变形的正反向挤压问题建立运动许可的连续速度场并获得上界解析解。该解与以三角形速度场得到的上界解和 Avitzur 以柱坐标系连续速度场得到的上界解进行比较表明,本文解法有时可得到更低的上界值,且可得到通解。     

三辊斜轧穿孔的轧制压力测定和分析

按上界法三角形速度场解析求得三辊斜轧穿孔机的轧制压力计算公式,并用其分析计算了实验室的三辊斜轧穿孔过程,结果与实测值对比,误差约在+1.0～15.0％。     

2195铝合金不同速度热轧过程数值模拟及实验研究

采用数值模拟和热轧实验研究了轧制速度对2195铝合金热轧(相同轧制规程)过程的影响.结果表明：不同轧制速度板材厚度方向的组织均匀性不同，轧速1.2 m/s板材厚度方向的变形组织比0.3 m/s板材更均匀；数值模拟获得终轧板材厚度方向的等效应变分布也是轧速1.2 m/s板材更均匀，与板材组织特征对应.轧制速度对相同轧制规程终轧板材宽展有影响，1.2 m/s终轧板材比0.3 m/s终轧板材宽度更大，长度更短，数值模拟与实验结果相对应.数值模拟结果和热轧实验结果在轧制力、温度变化、板材最终形状、厚度方向变形均匀性方面有较好的一致性.     

热轧带钢高速钢复合轧辊非稳态温度场的数值模拟

在考虑轧辊空转、周向传热、摩擦热、变形热、轧辊和轧件之间传热系数的变化、轧辊物性参数随温度的变化以及轧件在轧制过程中的温降等因素基础上,对1 700 mm热轧带钢R3和F3机架工作辊的非稳态温度场进行数值模拟。研究结果表明:辊内温度变化剧烈区域的深度仅几mm,随深度的增加,温度的变化幅度迅速减小,极值出现的位置逐渐后移;轧辊中心横截面上的温度外高内低,工作层的径向温度梯度远大于辊芯的径向温度梯度;随轧钢数量的增加,温度曲线逐渐上移;沿辊身长度方向,中间温度高,两头温度低;在纯轧阶段,R3机架工作辊的吸热量和散热量比F3机架的小,而间隙阶段的散热量比F3机架的大。     

薄板坯连轧过程中输送辊对带钢温度场的影响

采用有限元差分法对连铸连轧生产过程的带钢温度场进行模拟.计算中考虑了辐射、对流换热、轧制时与轧辊之间的热传导以及变形热和摩擦热.结果表明,输送辊对带钢温度场的影响相对较小,大约使钢体温度下降14~18℃;精轧前的过程上下表面温差比较大,能达到20~25℃;考虑了输送辊影响的温度场与实测值更相近,符合实际.     

应用刚塑性体的变分原理求解钢轨万能轧制过程的力能参数

为了简化钢轨万能轧制过程的三维几何模型,首先把带箱形孔型立辊简化为等效的平辊,然后分别给出轨腰、轨头及轨基的运动学许可速度场,求出在此速度场下相应变形区的塑性变形功率以及速度间断面上消耗的功率,计算中考虑了由于前滑和后滑而产生的摩擦功率.根据刚塑性体的变分原理求解水平辊和两个立辊轧制力和轧制力矩的近似解.通过比较理论值和实验值可知,利用变分原理求出的力能参数近似解稍大于实验值但最大误差不超过20%,因此根据变分原理进行力能参数计算和轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.     

高速线材轧机油膜轴承损伤机理与实验研究

高速线材轧机工作辊油膜轴承频繁发生短寿烧损事故 ,严重困扰企业生产。本文从机构学观点出发 ,采用弹性问题边界元法对轧机工作辊辊系进行理论分析 ,并通过间接测试轴承动态载荷特性的方法进行了多次在线测试。指出其损伤机理在于轧机结构不合理 ,轴承严重偏载和超载。本文为改造轧机结构 ,解决线材轧机油膜轴承短寿烧损问题提供了重要的理论和实践依据     

管材游动芯头拉拔的上限法分析

在管材拉拔力的上限分析中，运用Avitzur连续速度场模式求解，确定了游动芯头拉拔时的速度场和拉拔力，并通过优化确定了最佳的模角和芯头锥角值，所得计算结果与实验结果比较接近，这为游动芯头拉拔工艺的合理制定提供了理论依据．     

变厚度轧制轧件水平速度变化规律

为了揭示变厚度轧制过程轧件水平速度与轧辊垂直移动速度之间的关系,从分析变厚度轧制微元体变形入手,利用体积不变条件,建立了变厚度轧制变形区轧件水平速度关系微分方程(VGR-V方程).在给定的边界条件下对VGR-V方程进行了求解,得到了计算变形区轧件水平速度的表达式,同时验证了变厚度轧制同一时刻变形区轧件各断面秒流量不相等.给出了变厚度轧制过程的轧件水平速度分布的典型算例,从中可见各工艺参数对轧件水平速度的影响规律.该研究结果为变厚度轧制变形参数和力能参数求解提供了基础.     

高速线材轧制全程温度曲线有限元模拟

采用Deform模拟计算加热炉铸坯温度分布,并通过"黑匣子"试验验证,当加热时间为70 min时,铸坯心部与表面温差约66℃,80 min时降到15℃. 模拟计算轧制和水冷过程心部和表面温度曲线,并通过测温仪验证,得出准确的摩擦热、塑性变形热以及水冷换热系数模型. 采用Fluent模拟计算风机的风场,使用手持测风仪验证,再建立盘条搭接点温度模型,计算出风冷线上强迫对流换热、自然换热和辐射换热系数以及相变潜热,使用热成像仪测温验证. 模拟与试验结果十分吻合.