环件轧制过程中宽展的研究

本文讨论了流函数的特性,用流函数在直角坐标系下构造了满足移态轧制条件的三维速度场,考虑芯辊轴承摩擦功率,根据变分原理采用直接寻找待定系数的手段,较为精确地分析了环件的宽展及测表面形状的变化规律,理论结果得到了实验验证.     

平辊薄件轧制的刚塑性有限元计算

本文用钢塑性有限元方法,对平辊同步和异步薄件轧制进行了计算,求出力能参数、速度场和应力应变场,并对二者加以比较。之后,又对异步轧制的特征进行了分析。     

用上限元法计算L型截面环件在轧制过程中的轧制力

本文利用上限元法,根据 Ｌ 型截面环件在轧制成形过程中的塑性变形区的特点,将变形区划分成三个单元块,建立各单元的动可容速度场,最后计算了轧制力,并将计算值与试验值进行了比较,证明用上限元法做为一个工程计算方法在环轧分析上的合理性及可行性。为探讨异型截面环件轧制变形区中复杂的金属流动规律提供了有益的帮助。     

1.5维刚塑性有限元快速求解板带轧制过程

为提高有限元计算效率,实现其在线应用,从减少未知数和自由度个数出发,推导了1.5维有限元的形函数、B矩阵和Hessian矩阵,建立了板带轧制过程1.5维刚塑性有限元快速求解模型,并利用FORTRAN语言开发求解程序RF-1.5D.针对某钢厂典型精轧过程,对轧制力、计算迭代次数和计算时间进行了求解分析.结果显示:轧制力计算值与实测值吻合良好,计算误差小于10%,计算精度令人满意;1.5维有限元求解单道次轧制过程迭代步数少于35次,计算时间少于100 ms,相比2维单元,每迭代步耗费的计算时间明显减少,提高了计算效率.可见,1.5维有限元的计算精度和计算时间满足在线应用的初步要求.     

刚塑性有限元求解板带轧制过程的初速度场

用可压缩刚塑性有限元法,通过自行开发的计算程序对板带轧制过程进行了二维非线性求解.在保证计算精度的情况下,以缩短计算时间为目标,研究了初等方法、G函数法和改进细化网格法设定初速度场对计算时间和计算结果的影响.结果表明:轧制力计算结果和实测值吻合良好,满足精度要求;初等方法、G函数法和改进细化网格法的计算结果相对误差不超过3%,初速度场设定对轧制力求解影响较小;G函数法和改进细化网格法相对初等方法迭代步数较少,由于需要求解方程组,G函数法设定初速度场计算时间最长;改进细化网格法在保证计算精度情况下,减少了迭代步数,缩短了计算时间,提高了计算效率和求解稳定性.     

环件轧制中宽展变形的实验研究

本文就φ1.3m环件轧机在恒压力轧制条件下,对影响环件宽展变形的各工艺因素进行了实验研究及分析。所得结果,可用于环件轧制工艺设计,指导实际生产。     

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.     

纵筋板轧制过程的理论与实验研究

利用刚塑性有限元法分析纵筋板的成形过程，首次得出筋高沿变形区的变形规律，以及 制时的筋高、轧制力等，其计算结果与实测结果相吻合。     

2.7维刚塑性有限元分析及其在轧制中的应用

本文提出分数维单元的新概念,定量地刻划了简化3维单元的近似程度;对2.7维单元进行了分析,推导出2.7维单元的B矩阵和Hessian矩阵。最后用2.7维单元求解了H型钢轧制过程,数值结果表明:即使划分的单元不太多,所算得的轧制参数积分量和均值量与实验结果符合得仍良好。     

滚动轴承接触问题的罚有限元分析

用罚有限元法分析了圆柱滚子轴承的接触非线性问题。应用所编程序计算出了有间隙圆柱滚子轴承的接触区与接触压力分布．所得结果同相应的实验结果较为一致．从而为进行轴承强度计算和优化设计提供了一种可靠的数值方法．     

带钢热连轧过程轧制力有限元模拟

应用DEFORM-2D软件对带钢热连轧过程的轧制力进行了有限元模拟,并与宝钢轧制力模型进行了比较。模拟结果表明,有限元模型计算的轧制力与现场实测数据接近,且计算精度高于宝钢轧制力模型,该模拟对现场轧制工艺参数的调整优化有重要的参考价值。     

用上限元法对环件轧制过程的模拟

本文在分析环件金属变形的基础上,用上限单元法构造了满足边界条件的速度场,分析了各工艺因素对环轧过程的影响.理论结果得到了实验验证.所提出的方法可用于坏轧工艺分析,对生产和轧机设计具有实际的应用意义.     

弹塑性有限元法在土坡稳定分析中的应用

通过抗剪强度折减弹塑性有限元法研究土坡的总体安全系数及相应的变形状态，通过与传统极限平衡法的对比分析，对强度折减有限元法分析土坡稳定问题的优缺点进行了评价。     

板材轧制问题的快速有限元方法研究

在用刚塑性有限元法对轧制力进行计算的过程中,联合使用了基于下降思想寻求牛顿方向上阻尼因子的阻尼牛顿(DN)法和基于抛物线插值思想的一维布伦特(Brent)法,即阻尼牛顿和布伦特法(DN-Brent法).将DN-Brent法同传统牛顿(N-R)法进行对比分析,结果表明,两种算法得到的轧制力计算值都与实测值吻合较好,但DN-Brent法所需的迭代次数和CPU计算时间小于N-R法.验证了DN-Brent法在应用刚塑性有限元方法计算轧制力时的准确性和高效性.     

Y型三辊轧制变形过程有限元模拟与实验

在弹塑性有限变形理论的基础上，应用大型通用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对 角 孔件的变形进行了模拟。该分析软件蜞于Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法的迭代过程，用一系列近似宵渐收敛于实际的非线性解。     

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.     

刚塑性有限元解题法的改进及在轧制中的应用

本文对刚塑性有限元的初速度场及收敛性进行了专门的研究和改进。用于解决轧制工程问题,计算精度较高、CPU时间较少,它是一种可靠的理论分析方法。     

拟有限元法及其在板带热轧中的应用

以轧制方向单元节点速度Vx为未知量，采用Hill提出的稳态轧制过程中轧材宽度、厚度方向金属流动速度Vy，Vx与Vx的函数关系，从可压缩材料的变分原理出发来求解轧制变形区中的场变量及其积分量。由热轧轧制压力实测值及计算值的比较表明，其计算精度较高，便于实际应用。