万能型钢轧机轧制规程优化设计

采用综合约束函数双下降法研究了万能可逆轧H型钢降低电耗的优化轧制过程，以总轧制能耗最小为目标，各首次轧件出口厚度为优化计算的自变量进行了优化。优化计算结果应用于生产试验表明节能效果良好。由于在轧制规程优化过程中考虑了各种约束条件，所以求得的优化轧制规程不但能满足轧机强度和电机功率要求，而且能保证所轧制的H型钢具有良好的尺寸精度。     

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。     

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。     

影响大型H型钢开坯过程残余应力的研究

利用Deform-3D有限元模拟软件对H型钢开坯过程进行数值仿真模拟。分析得到了不同开坯温度、初始晶粒尺寸和不同轧制速度下的H型钢断面残余应力变化规律。通过模拟结果发现大型H型钢在开坯过程中产生的残余应力主要来源于变形不均。轧制过程中腹板部位变形量大,翼缘仅在轧制表面产生变形,H型钢变形的不均匀性使得其轧后存在很大残余应力。高温开坯轧制较低温开坯轧制轧后残余应力低,增大坯料晶粒尺寸会降低腹板残余应力,但整体残余应力会增加。提高箱型孔轧制速度尺角部位和翼缘边部残余应力明显减小。     

工字坯在四辊孔型中轧制成H形件的变形规律

本文用模拟实验法研究了在现有型钢轧机上采用从动立辊框架组成四辊孔型轧制H型钢对,用最后一个闭口工字孔型轧出的工字坯在四辊孔型中轧制成H型钢时的腿部增长规律和腰部波浪现象。研究表明,工字坯向H型件过渡时,由于伴随着腿内侧斜度的变化而存在着强迫宽展;与腿内侧无斜度的平行腿轧制条件相比较,工字件腿部增长比H件大,并且不象H件轧制时那样为防止腰部波浪对腿和腰之间的压下系数比值有较大和较严格的要求。     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

H型钢万能轧制力计算方法

基于分离腹板和翼缘相互影响的思路建立2种特殊的H型钢万能轧制模型.通过研究不同延伸比和面积比条件下水平辊、立辊轧制力与平板轧制的关系,总结归纳出H型钢万能轧制力计算公式,并用其他规格道次的H型钢轧制力进行对比验证.研究结果表明:在相同的面积比条件下,随着腿腰延伸比λ的增大,水平辊轧制力减小,立辊轧制力增加;随着翼缘或者腹板面积的减小,不同延伸比情况下的水平辊中间位置轧制力和立辊轧制力分别收敛于1个稳定值;该H型钢轧制力计算公式能较好地反映不同工艺参数下轧制力的变化趋势;水平辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为16.7％,与实测值的相对误差为3.4％;立辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为8.7％,与实测值的相对误差为4.4％.     

接触摩擦对H型钢万能轧制影响的仿真分析

以大型H型钢生产线为基础,采用热力耦合弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型,并对不同摩擦系数下的多种工况进行了仿真分析.通过对计算结果的分析,得到不同接触摩擦系数对H型钢万能轧制过程中轧件金属流动和轧制力的影响结果.     

热轧H型钢端部舌形数值分析

针对目前H型钢的生产中端部切损严重的现状,本文采用弹塑性有限元法对H型钢的多道次轧制过程进行有限元模拟.分析了H型钢金属流动及应力分布状况,得到多道次轧制后H型钢的端部舌形分布,为分析和控制端部舌头提供了数值依据.     

H型钢断面组织对其机械性能的影响

H型钢因其断面异型，轧制变形时金属流动性大，断面温度分布不均匀使得其断面组织均匀性很难得到控制。在建筑工程中H型钢的广泛应用，使得对产品的形状、尺寸精度和机械性能要求日益严格。在金属的塑性变形过程中，微观组织的演变对金属的机械性能有着很大的影响。为了研究组织对机械性能的影响，对产品的机械性能进行的拉伸实验并对组织性能进行了观测，分析了组织对机械性能的影响。并对轧制规程进行优化。     

楔横轧轧制螺旋齿形件力能参数的影响因素

针对楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的成形过程复杂、轧制力与轧制力矩等力能参数受轧制条件以及工艺参数的影响规律复杂等问题,采用DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧轧制螺旋齿形件的成形过程,分析不同工艺参数对轧制力和轧制力矩的影响规律。在H630楔横轧机上进行轧制实验,分别采用AD7202压力传感器和TorqueTrak9000扭矩仪测试轧制过程中轧制力和轧制力矩,进而验证各工艺参数对力能参数的影响规律。研究结果表明:轧制力和轧制力矩随轧制温度的升高而减小,随齿高变化率、轧制速度以及轧辊直径的增加而增加,其中,轧制温度对力能参数的影响最明显,齿高变化率和轧制速度的影响次之,轧辊直径的影响最小;进行轧机设计时,为了确保轧机承受足够大载荷,一般选取较低的轧制温度、较大的齿高变化率和较大的轧制速度。     

甲板上浪船舶随机横摇响应的数值模拟

数值模拟随机横浪中甲板上浪船舶的横摇响应．考虑随机横浪激励和甲板上浪引起的横倾力矩,建立船舶随机横摇运动方程．基于伯努利方程,推导船舶甲板上浪水质量的计算公式．以一条拖网渔船为例,计算不同波高作用下船舶的横摇响应,分析甲板上浪对船舶倾覆的影响．研究表明：考虑加工甲板上浪后,船舶有2个横摇中心,在响应过程中发生由一个横摇中心到另一个横摇中心的随机跳跃;单独考虑捕鱼甲板上浪或加工甲板上浪时,船舶可以承受大的波浪载荷而不发生倾覆;同时考虑捕鱼甲板上浪和加工甲板上浪时,横摇过程中捕鱼甲板上浪水量突然增大,导致船舶倾覆．     

H型钢热轧过程微观组织的数值预报

将热力耦合有限元方法与金属微观组织演变数学模型相结合,提出了热变形过程微观组织的数值预报方法。作为应用,模拟了Ｈ型钢热轧过程的微观组织演变。预报值与实测值吻合良好,表明本文方法己能成功预报热变形后的金属微观组织。     

热轧全波纹腹板H型钢矫直的实验研究

为解决热轧波纹腹板Ｈ型钢的矫直．通过大量实验，提出了压矫腹板带动翼缘弯曲变形的矫直方法．实验结果表明该方法是可行的．     

热轧H型钢控冷过程温度场研究

为了改善热轧H型钢组织状态,本文采用有限元数值模拟不同控冷工艺下的热轧H型钢温度场,获得较优控制冷却工艺:从初冷温度900℃,空冷5 s,再水冷6 s(水流密度不同,其中R角强冷为5.5 L/(m2·s),腹板3.5 L/(m2·s),翼缘为4.5 L/(m2·s),最后空冷5 s。结果表明:温度场模拟值与实测数据基本相符,合理的控冷方案会细化金相组织的晶粒,从而提高了H型钢的力学性能,为进一步优化控冷工艺提供了理论基础。     

角钢成形过程三维有限元热力耦合模拟

应用MARC／autoforge商用有限元程序,采用大变形弹塑性有限元方法对角钢的轧制过程进行了三维有限元热力耦合模拟．对模拟过程中涉及到的变形、温度场和宽展等进行了分析和探讨,重点分析了角钢异形孔中轧件的变形和应力分布．数值模拟的结果和现场实际轧制的情况进行了对比,结果证明数值模拟结果与实际轧制情况相符合．     

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。     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

工艺参数对楔横轧4Cr9Si2表面螺旋痕的影响

借助DEFORM软件对4Cr9Si2楔横轧成形过程进行了数值模拟,分析了工艺参数对楔横轧4Cr9Si2轧件表面螺旋痕影响规律.结果表明:轧件表面螺旋痕是轧件在成形过程中产生应力状态改变而产生的缺陷.随着成形角增大,表面螺旋痕深度将增加;随着楔尖圆角增大,表面螺旋痕将迅速降低;展宽角对表面螺旋痕影响较小;断面收缩率减小,塑性变形量小,表面螺旋痕将减轻.通过实验验证了有限元模拟的正确性.最后对某型气门进行了模拟和实验,当Ψ=70.84%时,在α=32°,β=7.5°,R=12mm下得到了表面无螺旋痕气门.     

H型钢粗轧道次工艺过程数值分析

以中型H型钢粗轧道次工艺过程为研究对象,通过热模拟实验建立了Q235流变应力模型,并选择某11道次典型规格H型钢的粗轧过程进行仿真研究,对轧制过程中轧制力及奥氏体晶粒尺寸变化进行了分析,结果表明：粗轧轧制力仿真结果和现场实测数据具有较高的吻合度;此外,粗轧过程能够有效细化腹板处晶粒,但芯部及翼缘晶粒细化不明显,因此其晶粒的细化必须依靠后续精轧过程实现。