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．     

中碳钢楔横轧轧制过程及组织性能研究

采用有限元方法对两种不同温度下三辊楔横轧中碳钢棒材的轧制过程进行了数值分析,分析了轧件横截面上温度及等效应变的分布规律,并通过实验研究分析测定了截面上不同位置处的显微组织及硬度分布。结果表明:轧件等效应变等值面在轧件横截面上呈环状分布,由心部向外变形程度逐渐增大;轧制过程中轧件内部存在明显的温升,大约在轧件1/2半径处温升最明显;轧件典型组织为珠光体与先共析铁素体,且从心部到表层组织逐渐变细。同时发现轧件外表层有产生脱碳,其组织为铁素体。     

多道次中厚板热轧过程的综合数值解析法模拟

采用微分方程的解析解法和数值解法相结合的思路建立了中厚板热轧过程温度场、变形场和轧制力的综合求解模型.在该模型中,考虑到轧件厚度方向的温度梯度远大于沿宽度和长度方向的温度梯度,因而将热传导方程简化为一维微分方程,基于拉格朗日坐标建立了温度场的级数解法.针对中厚板轧制的速度场特点设定了速度场函数,基于欧拉坐标架建立了应变速率和应变的数值解法,从而解决了多道次轧制过程的温度场与变形场连续计算问题.利用该模型模拟了中厚板12道次热轧的成形过程,给出了轧件温度随时间的连续变化曲线以及各道次的轧制力、应变和应变速率的分布和大小.模拟结果与工业现场实测数据吻合较好.     

AZ31镁合金热轧开坯变形行为的有限元模拟

采用二维弹塑性大变形热力耦合有限元法(FEM),对半连续铸造AZ31镁合金热轧开坯过程第一道次进行模拟,分析变形区内轧件的应力场、应变场的分布及整个热轧过程中的温度场的变化规律.实验结果表明:在轧件变形区内,等效应力沿轧制方向逐渐增大,在中性面附近达到最大值54.1 MPa,随后又逐渐减小;靠近轧件表层σ_x为压应力,靠近心部为拉应力,在变形区σ_y主要为压应力,由表面到中心σ_y逐渐减小;等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值0.253;在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化剧烈,轧制完成后,表面温度从500℃降低到467℃,中部温度从500℃升高到503.1℃,心部温度从500℃升高到502.2℃.     

工艺参数对棒材粗轧过程晶粒尺寸影响模拟

利用商业有限元分析软件MSC．Marc,建立了轴承钢GCr15棒材六道次粗轧过程的三维有限元模型．借助MSC．Marc的二次开发功能,将轴承钢GCr15的微观组织演变模型与棒材粗轧过程的热力耦合有限元模型相结合,模拟了不同工艺参数下奥氏体晶粒尺寸的演变过程．模拟结果表明,粗轧过程中轧件中心奥氏体的晶粒尺寸随着轧制温度的升高而增大;轧制速度对晶粒尺寸的演交基本没有影响;初始晶粒尺寸和轧辊辊缝的大小对奥氏体晶粒尺寸的演变过程有一定影响,但对六道次粗轧后的晶粒尺寸影响不大．实际工艺参数下模拟得到的轧件内部晶粒尺寸与实测值吻合较好．     

H型钢多道次粗轧工艺过程的数值分析

为了分析现有型钢轧制工艺的合理性,必须综合考虑轧件的微观组织演化、轧制力等多方面因素.为此,文中提出了针对H型钢多道次轧制过程的综合数值分析流程,通过热模拟实验和金相观测,建立轧件材料的高温屈服应力模型及奥氏体再结晶预报模型,并构建基于网格重构的多道次仿真分析方法.对某11道次H型钢多道次粗轧过程的仿真计算表明:轧制力的计算结果和现场实测数据吻合较好,现有多道次粗轧工艺对轧件腹板的晶粒细化作用较为明显.     

椭圆-箱型-预切分三道次孔型轧制过程的有限元仿真分析

为了优化φ16 mm棒材产品的切分工艺,提高孔型设计精度,借助于ANSYS/LS-DYNA软件,建立有限元实体模型,对φ16 mm棒材产品轧制过程中间道次的椭圆-箱型-预切分3个孔型进行仿真分析,得到各道次轧件在变形过程中的金属流动性规律和应力应变结果.分析表明,在切分工艺生产中,椭圆和箱型孔均在与轧辊表面接触处的金属位移量最大,且呈对称分布.预切分孔型中切分处金属位移量最大;而金属所受的最大有效应力在箱型孔中位于与轧辊接触的圆弧部位.预切分孔型则仍在切分部位.     

反向凝固不锈钢复合带平整轧制有限元解析

利用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件对反向凝固不锈钢复合带的平整轧制过程进行了变形 物理场分析,得出了复合带平整轧制时内部各点的塑性应变和应力分布：轧件内存在不均匀变 形,母带的应变大于凝固层,凝固层应变从表面向内部逐渐增大;在轧制变形区内,凝固层的应 力大于母带;轧件的残余应力约为 １９ ＭＰａ．轧制力的解析结果与实测的轧制力基本相符．     

数值模拟板料轧制形变累积的研究

板料轧制形变累积有利于细化晶粒组织,而多道次轧制能增大轧制板料的等效应变与等效应力,实现细化晶粒的目的.以低碳低合金钢AISI-4140板料为研究对象,应用数值模拟软件,仿真轧制过程.通过板料厚度t=4mm轧制为2mm;厚度t=4mm轧制为3mm,再进一步轧制为2mm.对比分析板料的等效应变、等效应力分布,表明在同样变形量条件下,多道次轧制比一道次变形应力大,细化微观组织作用也大.另外,轧制跟踪点的等效应变与应力值在靠近上、下轧辊比中间区域数值大,该区域的晶粒细化明显.     

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.     

冷连轧第5机架轧制力模型

在冷连轧轧制过程中,综合考虑轧件、轧辊的弹性变形和轧件的塑性变形,将轧件的受力变形区分为:入口弹性变形区、塑性变形区和出口弹性变形区·采用数值积分法,迭代计算入口弹性变形区和塑性变形区的轧制力,用出口区单位压力分布曲线围成的面积和轧件宽度的乘积近似计算出口弹性变形区的轧制力,两者求和即得到第5机架轧制力计算模型·用现场记录的不同钢种和规格的多组数据进行仿真计算,结果表明,该模型满足冷连轧生产轧制力预计算所需的精度要求·     

梯形不锈钢筛条孔型设计及有限元模拟

根据某公司梯形筛条产品规格要求,制定了三辊Y型轧机4道次孔型系统及其轧制方案。为研究此轧制工艺下轧件成形规律并预测成品尺寸,借助于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了4道次筛条的轧制过程三维有限元模型并进行仿真,获得了轧制过程金属流动规律,包括金属纵向流动、金属横向流动和力能参数,包括应力、应变和轧制力参数,验证了所设计的孔型系统的可行性。结果显示,可在机架间增加导位装置,减少轧件应力集中,提高轧制稳定性及成品率,为新产品孔型系统的优化改进提供了参考。     

薄板冷轧过程中宽展的变化规律及其影响因素

基于金属流动原理,采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟薄板轧制过程,研究轧制力、摩擦系数、压下率对轧件宽展变化的影响。结果表明,摩擦系数越大,轧件宽展也越大;轧件的最大宽展随着轧制力的增加而增大,轧制力对轧件后端部分宽展影响程度较大;压下率增大,轧件宽展随之增大,轧件各部分宽展的不均匀程度也在增加。     

Y型冷轧带肋钢筋轧机孔型设计

本文根据连轧的基本原理研究了Ｙ型冷轧带肋钢筋轧机的基本孔型系统及孔型设计方法，经工业生产检验其产品完全达到ＧＢ１３７８８－９２［１］的技术标准     

不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证

皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.     

棒材热连轧椭圆一圆孔型应变分布的有限元模拟

采用大变形弹塑性有限元法的显式动力学模块(ANSYS/LS-DYNA)对棒材热连轧时椭圆一圆孔型的应变场进行了有限元模拟。得到的应变分布规律,无论是“椭进圆”还是“圆进椭”均与理论结果一致,这表明利用ANSYS/LS-DYNA求解孔型中轧制的三维变形问题可为提高产品的尺寸精度提供设计依据;轧件头尾两端不但变形剧烈,而且变形不均严重,这是刚塑性交界面及外端的影响所致;利用有限元法求解椭圆—圆孔型中的三维变形问题可清楚地显示出轧件在孔型中金属的流动状态,这对提高棒材热连轧的稳定性具有重要的参考价值。     

棒材热连轧椭圆-圆孔型应变分布的有限元模拟

采用大变形弹塑性有限元法的显式动力学模块（ANSYS／LS—DYNA）对棒材热连轧时椭圆-圆孔型的应变场进行了有限元模拟。得到的应变分布规律，无论是“椭进圆”还是“圆进椭”均与理论结果一致，这表明利用ANSYS／LS—DYNA求解孔型中轧制的三维变形问题可为提高产品的尺寸精度提供设计依据；轧件头尾两端不但变形剧烈，而且变形不均严重，这是刚塑性交界面及外端的影响所致；利用有限元法求解椭圆-圆孔型中的三维变形问题可清楚地显示出轧件在孔型中金属的流动状态，这对提高棒材热连轧的稳定性具有重要的参考价值。