钢轨万能精轧过程的三维弹塑性有限元模拟

借助有限元分析软件MSC.Marc,采用三维热-机耦合弹塑性有限元模型,对钢轨万能精轧过程进行模拟分析。以UR-EF-UF三机架连轧过程为研究对象,建立变形过程优化模型。将轧件尺寸模拟结果与实验结果进行比较,两者吻合较好,验证了模型的准确性。对轧件变形过程、轧制接触状态、应力应变分布以及速度变化等模拟结果进行了讨论分析,揭示了万能轧机各道次的加工特点和轧件在连轧变形过程的变形规律。     

高速线材减定径多道次孔型轧制有限元分析及工艺参数优化

采用显式动力学有限元方法对高速线材减定径多道次孔型轧制进行了模拟分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的宽展变化、等效应变及残余应力的分布、各道次轧制过程中的轧制力及道次间张力变化。根据分析结果,对轧制工艺参数进行了优化,通过调整工艺参数,各道次轧件断面得到了优化,各道次间实现了微张力连轧关系。     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的有限元模拟

通过Gleeble-1500热模拟试验机对GCr15轴承钢(/%:0.99C,0.31Mn,0.24Si,0.010P,0.003S,1.44Cr,0.01V)热轧材进行800~1 150℃,变形速率0.1~3 s~(-1),变形量0.7的等温压缩变形试验。采用已建立的Hensel/Spittel变形抗力模型,运用LARSTRAN/SHAPE有限元模拟软件对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ70 mm GCr15轴承钢棒材10道次热连轧过程进行三维热力耦合有限元模拟。通过分析各道次轧件温度场、应力应变场、宽展及轧制力参数的变化规律,预测了轧件在第5道次最有可能在角部出现裂纹,因此在轧制过程应减小第5道次变形量,防止产生裂纹;各道次出口处轧件横截面宽度、高度尺寸的模拟值与实测值的相对误差分别为0.40%~5.90%和0.28%~6.11%。     

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了辽宁特钢 304不锈钢棒线材18道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性 面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出304不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点 从出炉到18道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合,误差为5~50℃.     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的二维和三维模拟

借助商业有限元软件MSC.Marc建立了GCr15轴承钢150 mm×150 mm坯至φ32 mm棒材的12道次连轧过程的二维和三维模型,并对比了二维和三维模型对轧制过程轧件截面形状、温度的模拟结果。结果表明,与三维模型相比,二维模型模拟得到的轧件截面宽展偏大,但计算效率较高,得出的温度曲线接近三维模型的模拟结果;给定工艺参数的三维模拟较二维模拟准确;模型模拟得到的出口轧制速度和温度与实测值吻合。     

无孔型轧制模拟仿真研究与工程应用

采用DEFORM有限元分析手段,建立无孔型轧制全连轧仿真模型,通过设置合理的边界条件,模拟轧制过程,并结合样板厂生产实际数据对轧件各道次尺寸进行分析比对,求证了曲线拟合宽展公式的合理性,并通过对轧制力、温度等的分析得出无孔型轧制过程的变化规律。通过在样板厂B生产实践中的应用,验证了无孔型轧制数值模拟仿真技术的先进性。     

板坯轧制H型钢粗轧异型坯过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对板坯切分法轧制H型钢异型坯进行了有限元模拟.详细介绍了轧制规程、模拟基本参数、有限元模型建立、网格划分.在模拟过程中应用质量放缩、沙漏控制技术,得到了各道次轧件变形结果及轧制力曲线.对轧件的变形和变形区应力、应变场进行深入分析,为轧制大规格H型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考.     

热轧三机架连轧轧板过程的二维有限元模拟

应用MARC／AutoForge有限元软件，对轧件在三机架连轧变形过程进行热力耦合模拟。研究了模拟过程中的轧件温度场的分布及变化规律以及轧制力能参数在轧制过程中的变化。分析计算说明，采用有限元模拟的方法可以较好地反映金属的实际变形情况。     

20CrMnTi齿轮钢棒材热连轧有限元模拟

通过对棒材热连轧过程的分析,建立了20CrMnTi钢800~1150℃,变形量0~0.8,应变速率0~3 s^-1的Hensel-Spittel流变应力模型;利用LARSTRAN/SHAPE有限元软件模拟了20CrMnTi从200 mm×200 mm的方坯经8道次连轧为Φ90 mm圆棒的过程,分析了轧件在圆弧侧壁的圆孔型和直线侧壁的圆孔型下轧制过程中的应力场、应变场、温度场和轧制力及力矩的变化情况。模拟结果表明,轧件圆角部位等效应力、等效应变较大且温度较低,容易出现轧制质量缺陷;圆弧侧壁的圆孔型轧制圆钢时的精度略高于直线侧壁的圆孔型。     

82B钢4道次预精轧过程的计算机模拟和分析

采用非线性有限元分析软件ABAQUS,通过建立的线材与轧辊的3维热机耦合模型,对钢厂82B钢(/%:0.79～0.86C、0.15～0.35Si、0.60～0.90Mn、≤0.030S、≤0.030P)φ20mm至φ16.5mm 4道次预精轧过程中轧件的温度场、应力-应变场和轧制力进行数值模拟和分析。结果表明,数值模拟结果与实测结果相符;预精轧过程轧件心部温度和表面温度的差值为～130℃;运用该模型对现场轧制过程中的前滑进行了分析,得出了影响前滑的因素主要有延伸系数、轧制孔型尺寸、轧制速度以及辊径与轧件厚度比值。     

3D FE Analysis of Thermal Behavior of Billet in Rod and Wire Hot Continuous Rolling Process

 An FE model was developed to study thermal behavior during the rod and wire hot continuous rolling process. The FE code MSCMarc was used in the simulation using implicit static arithmetic. The whole rolling process of 30 passes was separated and simulated with several continuous 3D elastic plastic FE models. A rigid pushing body and a data transfer technique were introduced into this model. The on line experiments were conducted on 304 stainless steel and GCr15 steel hot continuous rolling process to prove the results of simulation by implicit static FEM. The results show that the temperature results of finite element simulations are in good agreement with experiments, which indicate that the FE model developed in this study is effective and efficient.     

平三角孔型轧制钛合金棒材温度场的有限元模拟

采用MSC.Marc有限元软件和接触分析技术,对TC4钛合金(%:0.08C、6Al、4V、0.3Fe、0.05N、0.015H,余量Ti)Φ32 mm棒材在平三角孔型中的三维热变形过程进行了模拟仿真,并定量分析了轧件温度场的变化。结果表明,开轧温度950℃时,TC4棒材在平三角孔型中稳定轧制,变形均匀,但沿横断面温度出现梯度,最低温度910℃,最高966℃。     

板带粗轧全过程三维热力耦合模拟分析

为了预测热轧过程的温度与轧制力变化情况,利用热力耦合三维有限元模拟方法,对板带热轧粗轧过程进行了全流程模拟仿真分析。介绍了仿真模型的建立、材料参数以及初始条件、边界条件的设置,并对模拟结果进行了分析。最后利用现场实测温度数据和轧制力数据与模拟结果进行对比分析,仿真结果与实测值基本吻合,可为现场的实际生产提供指导。     

几何模型更新方法在板带热连轧精轧道次中的应用

为了更好的对精轧过程进行数值模拟,提供更为合理的轧制参数,以LS-DYNA软件中的单元更新方法模拟了精轧过程。建立好第1道次轧制模型并数值模拟,对第1道次计算结果进行了分析。以第一道次轧制后的单元形状为基础,进行单元更新,改变边界条件和载荷,对第2道次进行数值模拟,用同样方法对3～7道次进行数值模拟。该方法在准确地模拟了精轧过程中板带变化的同时,为各精轧道次提供准确的轧制参数。     

中厚板轧制前温度场的数值模拟

为减少中厚板产品缺陷，降低生产能耗，采用Ansys软件进行了轧制前温度场的数值模拟。考虑材料物理特性随温度变化的情况，并采用瞬态过程的处理方法，使数值模拟模型更适合于实际情况并减少计算量，提高了模拟精确度。结果表明：利用该模型对16Mn钢轧制过程进行数值模拟，其结果与实测数据进行对比，相对误差仅为3．89％。     

Research on Computer Simulation System of Stretch Reducing Mill for Tube

Ｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｏｎｅｏｆｍａｉｎｐｒｏｄｕｃ ｔｉｏｎｍｏｄｅｓｆｏｒｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓ .Ｂｏｔｈｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｗａｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｎｓｔｒｅｔｃｈｒｅ ｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌ (ＳＲＭ ) .Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｕｂｅｐｒｏｄｕｃ ｔｉｏｎｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｄｉａｍｅｔｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｗａｌｌｏｆｔｕｂｅｄｏｅｓｎ’ｔｂｅｃｏｍｅｐｏｌ…     

3D Thermo-mechanical Coupled Simulation of Whole Rolling Process for 60kg/m Heavy Rail

3D thermo-meehanical coupled simulation of whole rolling process for 60 kg/m heavy rail was accomplished by FEM method. The finite element model, physical parameters of U75V and parameter setting of simulation were introduced in detail. The whole rolling process of 60 kg/m heavy rail was divided into 27 time cells to simulate respectively, and the model rebuilding and temperature inheritance method in intermediate pass were proceeded. Then, based on simulation results, the workpiece deformation result, metal flow, stress and strain of 60 kg/m heavy rail for typical passes were obtained. The temperature variation curves of whole rolling process for section key points of 60 kg/m heavy rail were plotted, and the temperature falling law of whole rolling process for 60 kg/m heavy rail was studied. In addition, temperature distribution of 60 kg/m heavy rail after whole rolling process was analyzed, and the results showed that temperature was highest at center of rail head and lowest at fringe of rail base. Moreover, the simulation results and measured results of rolling force for 60 kg/m heavy rail were compared, and the regularity was in good agreement.     

铝合金超厚板热轧过程温度场模拟

根据热模拟试验所获得的实验数据,在MARC软件中建立试验铝合金的材料数据库。采用二维弹塑性大变形有限元法,对铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律。模拟结果表明,在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈。计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化。     

Prediction of roll force in skin pass rolling using numerical and artificial neural network methods

A combination of finite element method and neural network methods was used for rapid prediction of the roll force during skin pass rolling of 980DP and 1180CP high strength steels. The FE based commercial package DEFOEM-2D was used to develop a mathematical model of the skin pass rolling operation. Numerical experiments were designed with different process parameters to produce training data for a neural network algorithm. The friction coefficient was considered as an input parameter in the neural network but it was optimised using an iterative method employing an equation that relates the friction coefficient to the rolling force. The load prediction method described in this paper is sufficiently rapid that it can be used in real-time as an adjustment tool for skin pass rolling mills with error within 10% (based on plant data from POSCO).     

几何模型更新法在中厚板平面形状有限元分析中的应用

以LS-DYNA中的几何模型更新方法对中厚板平面形状控制多道次轧制过程进行了有限元分析,在一道次模拟完成之后,对轧制模型进行几何模型更新,调整辊缝值,修改材料属性、边界条件和载荷,建立下一道次轧制模型并进行数值分析.用此模拟计算的中厚板头尾形状变化规律与实测值吻合较好,证明了几何更新方法可有效地用于分析中厚板平面形状的变化规律,为利用单道次轧制模型求解多道次轧制问题提供了新的方法.