全浮动芯棒连轧管过程三维热力耦合有限元模拟

应用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真及其接触分析技术,建立了全浮动芯棒连轧管过程有限元模型及其摩擦、传热和接触等重要边界条件.针对八机架椭圆-圆型孔系全浮动芯棒连轧管过程,实现了全三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真.获得了连轧管过程的应力场、应变场、温度场及轧制力学参数的变化特点.揭示了钢管连轧过程中浮动芯棒速度变化及荒管外径和壁厚分布变化的规律.     

全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件的摩擦研究

应用有限元分析研究了8机架全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件间的摩擦作用,揭示了该摩擦作用在轧制过程中的演变规律及其对连轧运动状态与电机能量分配的影响.结果表明,在第1—4机架的咬入过程中,毛管所受芯棒的摩擦作用从完全为负摩擦演变为正负摩擦共存,中性面随咬入的进行逐渐向接触区出口侧移动,且在第1机架中性面会完全移出接触区.在第5—8机架的咬入过程中,芯棒始终滞后于毛管,因而芯棒对毛管的摩擦作用均为负.稳定轧制阶段,芯棒在轴向受到的摩擦合力为零,其速度不发生变化.该阶段8个机架可以分为3类:其中1、2机架为滞后机架,第3机架为同步机架,4-8机架为导前机架.整个机组芯棒与毛管运动的中性面位于第3机架接触区,但在第2机架和第4机架接触区也存在芯棒与毛管速度相等的位置.芯棒在各机架的摩擦状态不同使其成为导前机架向滞后机架传递能量的工具.因此,第5-6机架在轧制能耗较低的情况下,电机仍保持较高的输出功率,而1、2机架的轧制能耗虽然较大,电机输出功率反而较小.     

钢管连轧机模拟试验轧机可控硅供电装置试验总结

本装置系为φ38五机架钢管连轧机可控硅供电装置,因为是连续轧管又不可能形成活套,故要求电气传动装置摔制系统调节速度要快,动态速度降要小,恢复时间要短,同时要各机架的速度按轧制工艺要求保持一定的关系。工艺变更时,各机架速度连续可调,以满足工艺要求。根据76年7～8月和77年1月底～2月初先后进行了连轧管浮动芯棒与限动芯棒轧制试验,结果证明本装置能满足试验轧机的要求。     

连轧管机的自激振动分析

无缝钢管的轧制变形区作为轧制过程的工作界面,其动力学特性对连轧管机的轧制振动有决定性影响.分析了动态情况下轧制界面上的界面摩擦、轧制变形规律、轧辊运动等行为机理及其耦合特性,建立了轧制界面的动力学模型,通过模型研究轧制工艺参数与轧制力能参数的关系,分析了连轧管机的自激振动发生的原因,并用数值模拟方法分析了在不同轧制条件下的轧制变形区的工艺参数与连轧管机的自激振动关系,为解释连轧管机的自激振动机理提供理论基础.     

脱管机安全装置的受力分析及改进

当芯棒进入脱管机轧辊机架时,轧管机出现故障,巨大的轧制应力作用在轧辊及轧辊机架上。为了保护轧辊及轧辊机架,脱管机轧辊机架内设有移动装置。通过计算轧制力,对轧辊轴进行结构受力分析,并通过改进,使传动轴、被动轴发生平动,有效地保护了轧管机架。     

模具温度对AZ31B镁合金管材纵连轧成形性的影响

镁合金具有比强度高、阻尼及电磁屏蔽性能好等优异的性能被广泛应用于3C、航空航天等高端装备领域。镁合金管材连轧具有三维非线性多场耦合的特征,芯棒及轧辊温度严重影响管材的成形质量。在初轧温度为350℃、应变速率为0.05 s~(-1)、恒定压下量条件下,对尺寸为Φ50 mm×5 mm×1 000 mm镁合金管材进行短流程连轧模拟和实验研究。结果表明:芯棒和轧辊温度对镁合金管材轧制成形性影响显著。芯棒温度和轧辊温度分别为20℃和300℃时,轧后管材表面损伤严重。当温度为20℃时,轧后镁合金管材表面出现微裂纹;当温度为300℃时,轧后管材表面沿轧制方向出现条状凸起。当芯棒和轧辊温度均为150℃时,轧后镁合金管材内外表面光洁度高,且晶粒细小均匀。     

国产Mini-MPM限动芯棒连轧管机组关键技术分析

介绍了国产Mini—MPM限动芯棒连轧管机组的研制情况，对其工艺和设备的关键技术进行了分析，结合生产实际提出了安装调试及试生产的主要工艺原则。     

连续式热轧管机模拟试验总结《实验部分》

在我院轧钢厂进行的五机架热连轧管机实验研究中,大体上进行了下列几项参数的测定: 1 轧制压力P轧、芯棒拉力P芯 2 轧制扭矩M; 3 钢管速度v、芯棒速度u; 4 电机转速n、电机电流I: 5 单位压力p及摩擦力f。     

H型钢万能连轧过程的综合实验研究

在三机架可逆连轧实验机组上,采用铅试件和钢试件,对Ｈ型钢的万能连轧过程进行了综合模拟实验研究,探讨了轧辊线速度差对机座间的张力,连轧张力对腹板前滑,翼缘宽展,轧制力,轧制力矩的影响规律,发现了一些钢试件连轧与铅试件连轧不同的特性,得到了一系列的连轧过程工艺资料,并给出了张力回归公式,对Ｈ型钢的连轧工艺参数设计,自动控制系统轧制数学模型的建立具有重要的参考价值。     

周期式冷轧管机的轧制轴向力

通过对周期式冷轧管机轧制过程中芯棒轴向力的测试与分析,认为芯棒轴向力与道次变形量在宏观变形区上的分配有关,其分布特点受轧制压力在宏观变形区上的分布和钢管不均匀变形程度的影响,其值是由瞬时作用力和累积作用力两项组成:Q_(px)=F_(px)+f_(x(q))。     

基于遗传神经网络的钢管壁厚预测模型的研究

为解决钢管热轧过程荒管壁厚难以计算的问题,首先利用遗传算法优化了BP神经网络,在这种遗传神经网络算法的基础上建立了钢管轧制前毛管温度、长度、外径、轧辊转速、芯棒直径五项工艺参数与钢管轧制后荒管壁厚之间的数学模型.经过测试,基于遗传神经网络的钢管壁厚预测模型的壁厚预测误差远小于常规壁厚公式的计算误差,为设计更合理的设置毛管参数提供了科学的依据,对钢管热轧工艺水平的提高的具有重要意义.     

前滑模型形式的探讨

前言任何瞬时保持各架轧机间金属秒流量相等是连轧过程正常进行和保持稳定的基本条件。由于在轧制过程中存在着前滑(S％)现象,即轧件出口速度U,一般情况下稍大于轧辊线速度U_R,且有如下关系:Us=U_R(1 S) (1)则在轧件单位宽度的流量U给定时,轧辊设定速度需按式     

连轧钢管限动芯棒温度场及热疲劳有限元分析

针对340MPM机组(Multi-Stand Pipe Mill限动芯棒连轧管机组)芯棒服役过程建立三维有限元模型,研究芯棒在服役过程中温度场变化规律.同时,通过对热应力的研究,分析了芯棒热疲劳裂纹萌生机理及裂纹在芯棒内部的扩展规律.对比实测数据与模拟结果,认为所建立的有限元模型能够反映芯棒温度变化趋势.芯棒首次脱管后表面最高温度为630℃,此后经历三次反复的水冷降温和空冷返温过程,冷却结束后表面最高温度为98℃.脱管后,芯棒表面轴向和环向压缩热应力均达到900 MPa,第三次水冷结束时刻,轴向拉伸热应力达到186 MPa,环向拉伸热应力达到221 MPa.芯棒的拉压交变热应力使其表面出现热疲劳裂纹并逐渐扩展,环向裂纹扩展至距表面17.5mm深、轴向裂纹扩展至距表面20mm深时会显著受阻,热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹.     

连轧管机半浮芯棒的速度控制

本文提出了连轧管机半浮芯棒的速度控制的三种方案,完成了系统模拟试验,并简介了这三种系统的工作原理及其数学模型,给出了进行数字仿真的原始方程(不包括仿真解算)。以上三种控制方案,不仅能有效地控制半浮芯棒的速度,还能适用于其它场合动力性负载的速度控制。     

浅谈五机架PQF连轧管机设备安装

介绍了连轧管机的结构特点,重点阐述了侧拉式三辊五机架PQF连轧管机的安装方法,同时讨论了轧制中心的调整问题。     

基于Matlab的PSW轧辊棍形设计

三棍行星轧机(PSW)因其高效、节能、环保且可实现轧件无旋转轧制,而成为棒材、线材和管材连轧生产线粗轧道次最佳设备。建立轧件不转动轧制轧辊曲面的数学模型,设计考虑轧制切向滑移的轧辊棍形计算流程。利用Matlab人工智能语言二次开发出轧辊棍形计算程序,运算得到了轧辊棍形数据。在Pro/E中建立轧制三维装配模型,证实了轧辊棍形几何形状的合理性。通过轧机轧制调试试验,验证所设计的轧辊棍形满足轧件不转动条件。     

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·     

铜/铝双金属复合管连轧变形过程数值模拟

本文以铜/铝双金属管的轧制复合为例,对双金属管的连轧变形过程进行数值模拟。铜铝双金属管中铜管为覆层,铝管为基层,轧制工艺采用冷轧复合工艺。轧机采用三辊Y型轧机,结合金属塑性变形理论、管棒材连轧技术、张力减径理论、固体传热模型、刚塑性有限元理论,利用大型非线性显式动力学有限元模拟软件ANSYS/LSDYNA对双金属管的轧制过程进行热力耦合数值模拟分析,对双金属管在轧制复合过程中的塑性变形过程、力学性能、尺寸精度和温度变化分布做了分析研究。     

改进型阿塞尔轧管机力能参数的测定

作者以大冶钢厂引进的带液压快开系统的阿塞尔轧管机为研究对象,通过对其力能参数(包括轧制力、轧制力矩、脱棒力、电机功率)、轧制速度和轧辊快开时间的测定,摸清了钢种、变形量、牌坊转角、坯料规格和电机转速对其力能参数的影响。     

芯棒断裂检测装置通过鉴定

本装置是为某厂LG-90-GH高速冷轧管机研制的.新型轧机的特点是高速和连续进给.在轧制过程中,特别是在进给量大,送进频率高的情况下,锥形芯棒承受着很大的负荷.因此,负荷过大或者芯棒材质有缺陷以及材料发生“疲劳现象”都有可能使锥形芯棒发生局部破碎,结果产生废品.而轧机及其轴承,机架等都可能发生变形与断裂,导致轧机损坏.芯棒断裂监测装置能及时检测和识别芯棒断裂,而且发出