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。     

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.     

热连轧圆钢成品孔型的有限元分析

根据Φ16 mm圆钢的轧制规程,运用有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA大变形弹塑性显式分析动力学模块,对终轧机架在分别采用双半径圆弧和切线扩张角两种成品孔型条件下的热连轧过程进行有限元模拟.对比分析了同一轧件在不同孔型中的金属流动特性和应力应变分布规律. 结果表明,有限元模拟结果与实际生产过程相吻合;对同样采用30°扩张角的两种孔型而言,轧件在双半径圆弧成品孔型中的表面受力和总体应变分布更为均匀;轧件在成品孔型的圆弧扩张部位受到的应力较大,使轧辊轧槽表面磨损不均;采用材质硬度更高的成品轧辊,可以降低轧槽表面的磨损程度,延长轧辊孔型的使用寿命,节约生产成本.     

椭圆孔型轧制合金钢方坯三维弹塑性有限元模拟

为设计安全合理的合金钢椭圆孔型系统，采用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真技术，超前再现了合金钢方坯在椭圆孔型中金属的三维流动过程并获得了轧制力及力矩等重要参数的变化规律．结果表明：表面和心部金属沿轧制方向流动速率的不同导致合金钢方坯端部横断面产生凹形；轧制力和轴向力及轧制力矩和径向力矩具有相似的变化趋势，即咬入和抛钢阶段其值变化较大而稳定轧制阶段变化较小．     

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。     

孔型设计对棒材连轧稳定性的影响

针对目前钛合金棒材生产现状,提出了一种新的棒材连轧孔型系统,即正三角平孔型+二辊圆孔型+正三角平孔型+二辊圆孔型系统。分析了失稳轧件在孔型中的受力情况,以及导卫装置对连轧稳定性的影响,获得了改善连轧过程轧件失稳的主要因素,优化了轧机孔型系统。用弹塑性有限元方法模拟了棒材的四道次连轧过程,并与其它孔型系统进行比较。结果表明,提出的孔型系统综合了二辊孔型与三辊孔型的特点,连轧稳定性相对较好,从而解决了Y型轧机棒材连轧过程稳定性问题。     

大规格轴承钢棒材连轧工艺有限元模拟与分析

结合现场轧制工艺条件,采用大型非线性有限元软件对大规格轴承钢棒材连轧工艺进行数值模拟,主要分析大规格轴承钢棒材在热连轧过程中各道次等效应变场和轧制力分布情况。结果表明,大规格轴承钢棒材在各道次轧制过程中的变形区域主要集中在轧件的表层,芯部等效应变较小;各道次之间轧制力急剧变化不利于轧制工艺的改善,同时也会对轧制设备提出更高的要求;各道次轧制力分布不均匀主要是由现场轧制工艺规程中各道次轧件压下量分配不当造成的。     

型材热连轧过程有限元数值模拟

运用有限元软件MSC.MARC及其接触分析技术,准确地模拟出型钢轧区两机架热连轧过程.针对箱-椭孔型热连轧过程,实现了全三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真,获得了型钢热连轧过程中应力场、应变场、温度场的变化特点.结果表明,建立的型钢连轧过程有限元仿真模型合理,能为生产实践提供理论参考.     

椭圆-圆孔型中轧件前滑模型的研究

采用几何模拟方法,实测了实验轧机上轧制铅棒的前滑值.在分析影响前滑因素的基础上,建立了椭进圆和圆进椭轧件前滑回归模型.利用该模型预测了某连轧棒材厂轧制12 mm,16 mm圆钢时各道次轧件的前滑值,较准确地确定了其连轧常数和速度制度.结果表明,该模型精度较高,这对正确设计连轧棒线材中精轧机组的轧制程序表,进而保证连轧过程顺利进行具有较大的实用价值.     

一种敏捷曲柄连杆机构的动力学模拟

从动力学角度着重分析了一种敏捷曲柄连杆机构，借助动态显式有限元方法，进行了三种晨线性结构动力学模拟，结果分析表明，该机构可以有效完成指定的快速动作；为保证其较高的往复运动频率，必须采取措施以防温度过高；与内能相比，机构整体刚体动能是主要的，整体y向等效刚体速度远远大于x向速度；机构各零件等效刚体速度均各自运动形式一致，无论能量方面还是速度方向，没块的影响作用都是主要的，整个机构各向等效惯性力均有振荡，其中y向惯性力振幅最大。     

热模拟平面应变条件下的热轧织构研究

以微合金钢为材料,采用光学显微镜和EBSD,研究热模拟平面应变实验条件下再结晶奥氏体和变形奥氏体的织构演变.研究发现,在热模拟平面应变实验的压缩过程中,试样的两个自由端限制了变形区金属的宽向流动,达到了很好的平面应变状态.对于再结晶奥氏体相变工艺,由于相变前奥氏体发生再结晶,无畸变保留,奥氏体分解为仿晶界铁素体、贝氏体和少量的珠光体,织构为{100}011α;对于变形奥氏体相变工艺,未再结晶区的变形促进了铁素体相变,使奥氏体分解为铁素体和珠光体组织,织构为{332}113α和{113}110α.此两种工艺条件下的织构,皆为平面应变条件下的奥氏体相变织构,即热模拟平面应变实验可以达到很好的平面应变状态,可用于研究热轧过程的织构演变.     

热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

热轧带钢负荷分配目标厚度函数法

在分析了传统的解非线性方程组负荷分配方法缺陷的基础上提出目标厚度函数法.该方法首先建立总负荷与目标出口厚度的单调函数关系,而后给定目标厚度并对n个一维非线性方程求根得出各道次压下规程,避免了初始分配率限定问题,同时也对迭代过程中可能出现的轧制道次出口厚度大于入口厚度的异常情况做了处理.使用该方法并采用实际生产数据进行优化计算,结果表明该方法运算精确快捷,可以满足实时在线控制的要求.     

汽车齿轮钢棒材连轧过程温度有限元模拟

采用有限元方法对汽车用钢５０Ｃｒ４Ｖ棒材连轧过程温度场进行了解析，解出了轧件横断面温度场并绘制轧过程中轧件温度变化曲线，可以看出变形区热传导作用对轧件表面温度有较大影响，现场实测表明，计算结果与实测值吻合良好。     

热连轧精轧机组轧制规程的计算机辅助分析

介绍一种用VB语言编制的评估、优选热连轧精轧机组轧制规程的计算机辅助分析软件。该软件有利于把人的经验与理论计算结合起来，对轧制规程作出快速评估，并能直观地显示计算结果，应用方便。     

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.     

基于人工神经网络的棒材连轧宽展模型的建立

采用几何模拟方法,以实验数据为基础,对现有的宽展数学模型进行比较,建立回归模型,并应用BP神经网络的方法,建立椭圆－圆孔型系统中轧件的神经网络宽展模型。其预报结果明显优于传统的宽展数学模型。     

基于DEFORM下棒材热轧过程的数值模拟及缺陷

利用有限元软件Deform3D对热连轧过程中的第一道次进行数值模拟,通过后处理数据的分析,找到在轧制过程中轧件出现缺陷的原因,可以有效避免由孔型设计不当等原因带来不必要的经济损失。