H型钢热连轧过程的金属变形分析

借助有限元分析软件Abaqus/Explicit建立了中型H型钢连轧过程的有限元模型,通过截面控制技术实现了连轧过程的有限元模拟,着重分析了型钢热连轧过程中轧件金属的流动情况和变形规律.分析表明,由于变形条件不同,H型钢万能轧制腹板与翼缘变形不太一致,并且腹板与翼缘连接处金属变形最为复杂,轧边机轧制时主要对翼缘端部压下,制定规程时应以万能轧制时为主.研究为H型钢的轧制工艺、改进产品质量、合理制定万能压下规程提供了依据和参考.     

小型H型钢斜轧孔型工艺的全轧程有限元模拟分析

采用显示动力学有限元模拟软件LS-Dyna,对某钢厂的小型H型钢的完全轧制过程进行模拟仿真分析。重点分析了有限元模型建立过程中单元的选择、网格的划分、材料模型的构建和前处理边界条件的设定;通过数值模拟分析得到了该型号H型钢的全轧程各道次的应力应变状态,并分析了金属的流动和轧制过程中金属的充型状态,为小型H型钢的轧制工艺的制定和孔型设计提供了参考。     

H型钢万能轧制的数值模拟

为了解决H型钢轧制缺陷问题,优化工艺方案,借助于有限元分析软件MSC.Marc2003,建立H型钢的轧制模型,模拟轧制过程,并分析了轧件的变形和金属流动情况和翼缘的等效总应变的分布。其模拟结果与实测数据基本吻合。     

H型钢轧制规程对端部舌形的影响

在轧制过程中,由于H型钢腹板和翼缘的延伸不均匀,出现了"端部舌形"。在目前的实际生产中,端部舌形过大,切损严重,造成了极大的浪费。为了减小H型钢端部舌形长度,结合实验与现场生产的实际情况,建立合理的有限元模型,模拟热轧H型钢的万能轧制变形过程。根据模拟结果,分析端部变形的特点及金属的流动状况,并分析端部舌形的成因。通过优化轧制规程,减小H型钢端部舌形的长度。在万能轧机上进行轧制H型钢的实验。通过实验验证,优化后的轧制规程有效地减小了H型钢端部舌形的长度,因此可以减小H型钢端部的切损量,提高金属所得率。     

万能孔型中带张力轧制H型钢力能参数的实验研究

一、前言目前H型钢主要是在万能一轧边可逆式连轧机组上轧制的。在万能孔型中轧制H型钢时,由于存在轧件边部与腰部咬入的不同时性、边部和腰部在变形过程中的互相牵拉作用及金属流动,腰部一般出现全后滑,边部变形区为异径、异步、单辊传动的综合轧制过程,以及连轧中机架间出现张力等特     

H型钢X-H轧制中R处缺陷的研究

采用有限元数值模拟法研究了H型钢在X-H轧制中万能孔型轧辊的磨损规律,发现,H型钢R处的折叠和刮丝是由于腹板和翼缘变形不均匀从而造成内侧金属流动所致.若水平辊R尺寸过小,轧制件的金属流动将剧烈,致使平辊R处侧面过度磨损,上部出现棱角,下部出现凹槽,后者使轧件金属凸出,再次轧制时就会产生折叠和刮丝.采用双R机构的水平辊,能有效防止轧制件产生折叠和刮丝现象.     

H型钢残余应力控制研究

建立成品规格为200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的H型钢连轧模型,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对H型钢的连轧过程进行模拟,分析了H型钢万能轧制过程中腹板和翼缘的延伸不均匀、断面温差等对残余应力的影响。并通过金相观测实验,分析轧件有残余应力时微观组织与无残余应力时的不同。从有限元分析和实验结果可以看出,合理分配腹板和翼缘的压下量及控制冷却速度降低断面温差,可以降低H型钢残余应力。     

孔型对H型钢开坯轧制成形的影响及优化

采用弹塑性有限元方法,依托ABAQUS软件中显式计算的方法,对不同规格H型钢的往复开坯轧制进行仿真分析。应用ALE网格自适应技术解决了多道次的网格畸变问题。引入现场测试的温度数据作为模型的温度边界条件。通过对不同规格H型钢使用相同坯料的轧制过程进行模拟分析发现,孔型对开坯轧制最终成形有较大影响。分析结果表明,当采用展宽孔型轧制大规格型钢时,最终道次稳定段的轧件断面不能充满孔型,造成翼缘内侧缺肉现象;采用箱型孔预轧制小规格型钢时,这一现象则不是很明显。采用实测尺寸对H700×300规格H型钢的断面尺寸进行了对比验证。针对上述缺陷对H700×300规格的H型钢粗轧孔型进行优化,改善了翼缘缺肉现象。研究结果对于制定BD轧制规程具有指导意义。     

大型H型钢开坯轧制中的弹性轧辊仿真分析

为了研究在H型钢轧制过程中轧辊的受力与变形以及变形对轧件轧制的影响,本文以莱钢大型H型钢生产线HN900×300的开坯轧制为例,在有限元软件ABAQUS平台上基于弹性轧辊建立三维热力耦合有限元模型,并考虑了扭矩的单侧输入。根据仿真结果,本文重点分析了轧辊的应力规律和弹性变形。最后将轧辊受到的接触反力与生产规程上的轧制力进行对比,验证了该分析的可行性及有效性,为进一步研究H型钢连轧工艺提供参考。     

基于ABAQUS的大型H型钢热轧仿真系统开发

热轧大型H型钢是典型的非线性塑性大变形过程,由于现场轧制条件的限制,轧件及轧辊的内部信息很难实现即时提取.本文基于有限元软件ABAQUS,以自定制应用程序的方式开发了大型H型钢热轧过程的仿真系统,通过参数化输入,实现了前处理建模、任务提交分析以及结果信息提取等整个分析流程的自动化,该系统可模拟轧制过程中弹性轧辊及轧件内部的应力、应变、温度场和金属流动等结果.以HN900×300型钢的轧制为例,验证了系统的正确性及可靠性.     

H型钢轧机压下规程优化设计方法的研究

结合H型钢的轧制特点,在充分考虑了设备能力约束、变形规律约束以及H型钢结构约束的基础上,利用Pewell法建立了一套H型钢以节约轧制能耗为目标的压下规程优化数学模型,并将其应用到生产实践,节省了能耗.     

Three-dimensional analysis and computer simulation of shape rolling by the finite and slab element method

In this study a new simplified 3-D numerical method and the associated computer program have been developed to simulate the shape rolling process. The 2-D rigid-plastic finite element method (FEM), used for the generalized plane-strain condition, is combined with the slab method. This method, called FSEM (finite and slab element method), reduces the computational effort without losing much accuracy obtained in the 3-D computer simulation of the shape rolling process. The FSEM has been used to develop a computer program, called TASKS for three-dimensional analysis of shape-rolling as a kinematically steady-state process. The program TASKS has been used to simulate the metal flow and the bulge profile in flat rolling of slabs, the shape rolling of a simple H section, and the rolling of a practical H-beam section. In flat rolling, predicted spreads agreed well with experimental results, given in the literature. The metal flow in rolling of a simple H section was compared with results of a full 3-D simulation, obtained by other investigators. The comparison indicated that the present predictions give quite good results. Finally, the predictions made for a practical pass, used in rolling H sections, also compared well with experimental data.     

楔横轧梯形螺旋齿轴金属流动规律

分析金属流动规律,是研究楔横轧螺旋齿成形规律的重要方法。采用DEFORM-3D有限元软件模拟梯形螺旋齿的成形过程,对不同截面上的分析点成形过程进行追踪,获得成形过程轧件径向、轴向金属流动规律。受模具齿形顶部及侧壁挤压作用,在不同位置,轧件上各螺旋齿底部径向金属变化基本相同,轧件齿顶径向流动差别稍大;大部分轴向金属流动量与初始点距轧件中心距离成正比,处于轧件侧壁处金属流动情况略有差别;轧件齿形两端部金属的轴向流动量较大,径向流动量较小。由实验轧件获得的金属流动规律与模拟结果一致。该金属流动规律对模具孔型设计提供了依据。     

热轧花纹H型钢轧制工艺的开发

热轧花纹H型钢是一种绿色环保钢材,可以大大降低钢结构加工成本,马钢在其大H型钢生产线上对热轧花纹H型钢进行了开发。介绍了马钢大H型钢生产线的工艺装备及流程,以Q355B牌号244 mm ×252 mm×11 mm ×11 mm规格花纹H型钢的开发为例,介绍了钢坯加热制度,开坯、万能轧制工艺和孔型设计,以及矫直工艺。该产品的开发在现有大H型钢产线装备条件下,经过孔型和压下规程的合理设计,采用X-H轧制方法,在万能轧机组最后一道次轧制翼缘外侧花纹,花纹符合标准要求、清晰度优良。与国外轧制工艺进行了对比,降低了对设备精确度的要求,轧制方法更加简便,尺寸调整手段更加多样化,为国内热轧型钢产品开发提供了技术支撑。     

基于楔横轧原理的钢球轧制工艺计算机仿真研究

钢球在工业中的应用非常广泛,特别是矿山用的球磨机对钢球的应用量更是巨大,由于其形状的特殊性,其大批量生产工艺也越来越得到重视.本文应用有限元方法,并基于楔横轧原理对钢球的轧制成形工艺过程进行模拟仿真,通过DEFORM-3D的模拟过程研究了楔横轧各工艺参数对钢球成形过程的影响,根据模拟过程中金属的流动规律对模具进行改良,获得满意效果.     

Y型三辊冷连轧小直径金属管工艺初探

在实验研究的基础上，初步探讨了Ｙ型三辊冷连轧小直径金属管工艺的可行性，分析了在合适的孔型系统中金属管的变形规律，给出了钢管减径的轧制模型。实验研究证明，该工艺可行。     

环件轧制过程的显式有限元模拟分析

用于金属成形模拟的有限元方程的求解方法 ,主要有隐式和显式积分两种方法。对于复杂的三维变形分析 ,如环件轧制 ,隐式方法需要很长的运行时间。而利用显式方法 ,可以达到很好的效果。本文利用Abaqus /Ex plicit通用有限元程序对径向环轧进行了模拟。     

重轨轨头廓形尺寸精度控制的有限元分析

重轨轨头的廓形精度是衡量高速铁路用钢轨质量水平的重要指标之一。采用有限元方法对半万能工艺下UF轧制过程进行了模拟,通过对比实验,分析了来料宽度、水平辊压下量及腹高差值变化对轨头与轨腰间金属横向流动及轨头廓形成形精度的影响。结果表明,轨头部分来料宽度变化对轨头与轨腰间金属横向流动基本无影响;水平辊压下使轨腰金属向轨头流动,使轨头展宽量增大;腹高差值使轨头金属向轨腰流动,使轨头展宽量减小,在两者综合作用下,轨头金属最终向轨腰流动,造成轨头金属量减少,孔型设计时应考虑此偏差造成的头腰延伸率不匹配及廓形充满度问题。轨头部分来料宽度变化会直接改变轨头金属量进而影响其廓形精度,孔型过充满后,来料宽度增加引起的轨头展宽量显著增加;腹高差值过大或水平辊压下量过大均会加剧轨头与轨腰间金属横向流动,不利于降低钢轨轧后残余应力。     

全浮动芯棒连轧管机孔型对钢种适应性的模拟研究

应用MSC.SuperForm有限元仿真软件,基于现场生产工艺,模拟了Φ140 mm全浮动芯棒连轧管机Φ195 mm孔型的钢管连轧过程,研究了连轧过程中C22和超级13Cr两种钢的金属流动、轧制力等规律性.结果表明：与C22相比较,超级13Cr更易产生宽展,金属横向流动倾向性更大,所以在高合金管轧制用孔型设计时,需特别注意金属过充倾向;超级13Cr的轧制力较C22增大60％以上,机架、轧辊的弹性变形量更大,在轧辊辊缝预调时,应加大超级13Cr的预压靠量,在孔型设计时,也需考虑其弹性变形量,以补偿高合金钢轧制时大轧制力引起的机架、轧辊的弹性变形量的影响.