轧钢机机架的动力学特性及强度的研究

根据某初轧机的结构设计方案，利用大型有限元软件ANSYS，建立了结构分析模型，得出了该轧机机架容易激发的固有频率与振型，以及承受最大轧制力时的变形程度。分析结果显示出机架结构振动大小的分布，确定了该机架的危险截面位置，为轧机机构设计提供了依据。     

基于内聚力模型的白点萌生机理研究

基于内聚力理论、氢压理论和应力作用下氢富集理论,在以往孔洞锻合研究的基础上,建立了白点萌生扩展的有限元分析模型。研究了初始氢浓度、裂纹长度以及多裂纹耦合作用等多种因素对白点萌生的影响,确定了不同条件下白点萌生的临界氢浓度及其变化趋势。结果表明,氢对白点萌生具有重要的影响,在白点萌生过程中,高浓度的氢聚集在裂纹端部,极大地降低了钢的内聚力强度;对于单裂纹,随着裂纹长度的增加,白点萌生的临界氢浓度逐渐减小并趋于稳定值;当多个密集小裂纹同时存在时,裂纹间的耦合效应会导致小裂纹有贯穿形成大裂纹的趋势,而远端裂纹的耦合效应则相对较小;对于多裂纹,白点萌生临界氢浓度具有随裂纹个数的增加而线性递减的趋势。     

复杂工况下连轧过程数值仿真系统研究

针对板、管、棒材连轧过程中出现的工艺制度难以确定、实验研究理论性不强等问题,以非线性有限元为内核,通过机型选择、系统仿真、工艺决策等措施,提出了确定最佳工艺制度的理论和方法.     

三维弹塑性有限元法模拟薄带轧制过程(Ⅰ)——关于接触摩擦模型及其应用

为解决压力加工中的接触摩擦问题,根据金属流动反作用原理,本文提出了一个新的接触摩擦模型,经三维弹塑性有限元程序计算以及对凹辊面薄带轧制的金属三维变形分析表明,在不用对摩擦力大小、方向及中性点位置作任何假定的情况下,新模型能够有效地模拟中间物质剪切及压力传递。     

板带轧制过程中的三维接触摩擦模型

为解决压力加工中工具与工件间的接触摩擦问题，根据金属流动对摩擦的反作用，在轧辊和工件之间引入了一层极薄的摩擦单元并将其编入三维弹塑性大变形有限元程序。通过调节摩擦元尺寸厚度和β因子，实现了对薄板轧制过程中间介质的几何尺寸模拟和物理特征模拟。该法不用对摩擦力大小、方向及中性点位置进行假定，通过计算能够得到全部有关信息。     

大型饼类锻件镦粗夹层裂纹缺陷形成机理研究

针对大型饼类锻件镦粗过程出现的夹层裂纹缺陷问题,本文采用有限元技术,建立锻件镦粗过程的热力耦合理论分析模型,计算了镦粗过程中等效应变、等效应变速率及其对应梯度的演变规律。通过对各场变量演变分布的分析,提出了基于变形程度与变形速度梯度组合式的夹层缺陷判断模型,并获得了锻件心部夹层裂纹的形貌和分布。通过对比计算结果与实验测试数据,二者吻合良好。     

基于有限元和优化的粗轧短行程控制曲线研究

针对热带钢粗轧段头尾部形状短行程控制SSC(Short Stroke Control)问题,提出了数值优化法研究改善头尾形状的SSC曲线。采用编程开发手段,将有限元分析与优化算法相结合,以端部宽度偏差最小为目标,建立了粗轧段SSC曲线数值优化分析系统。通过计算得到了优化迭代过程中短行程曲线和头尾宽度偏差的变化分布,最终给出优化后的SSC曲线和对应的头尾形貌。结果表明,该方法对粗轧段SSC曲线的优化是有效的,能够降低头尾部切损长度,研究成果可用于指导生产实践。     

Q345钢低温形变微纳米级铁素体制备实验研究

为了充分激发钢材自主控制晶粒的潜力,以Q345为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟试验机进行低温大塑性平面变形实验,研究了低温大变形下制备微纳米级晶粒的工艺条件.实验中变形温度为500～700℃,应变速率为0.01～1 s-1,并借助数值模拟技术确定出了单道次平面压缩实验最大可产生4.0以上的塑性应变.根据实验金相分析结果,得出了Q345钢低温大变形下铁素体晶粒细化以动态再结晶为主和晶粒尺寸与Z因子的关系,且获得的铁素体晶粒尺寸小于1μrn.实验结果表明,Q345钢低温大塑性形变制备微纳米级铁素体组织是可行的.     

六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

精密轧机的辊型电磁调控工艺参数

为了实现微尺度辊缝形状调节,提出了辊型电磁调控技术,并自行设计制造了φ270 mm×300 mm辊型电磁调控实验平台.通过电磁-热-力耦合数理建模,并对比分析相同工况实验和仿真结果,发现两者结果十分接近,模型可靠.在此基础上,分析了不同等效电流密度和频率下轧辊凸度及轧辊凸度增长速率随加热时间的变化规律,给出了等效电流密度、频率、加热时间对辊型曲线的影响,并从避免电磁棒局部温度过高及便于轧辊凸度调节出发,给出了合理的工艺参数.