箱形孔腰部倾角对轧制Q345B方坯宽展影响的有限元模拟

采用大型商用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了弯腰大斜度箱形孔型轧制Q345B方坯的过程,揭示了孔型腰部倾角改变对轧件宽展的影响规律,即随倾角增大,轧件宽展增加。模拟结果与现场试验结果吻合较好,表明显式动力学有限元方法可有效地进行弯腰大斜度箱形孔型轧制方坯过程的仿真和孔型参数优化研究。     

摩擦系数对宽厚板轧制宽展影响的数值模拟

采用有限元软件MSC.MARC,建立了宽厚板轧制过程三维热-力耦合有限元模型。利用上述模型对实际宽厚板轧制过程进行模拟,对比模拟宽展和实测宽展,证明了模型的可靠性。通过对4种典型尺寸轧件轧制过程的模拟,得到了摩擦力和摩擦系数在接触弧上的分布规律,以及摩擦系数与轧件边部形状和平均宽展对应的变化规律。结果表明,轧件自由表面处宽展量随摩擦系数的增大而减小,厚度对称面处宽展量随摩擦系数的增大而增大,而轧件的平均宽展量随摩擦系数的增大而减小。当板坯宽度减小、压下量增大时,随摩擦系数增大,平均宽展量减小的趋势更明显。基于以上模拟结果,将摩擦系数对宽展的影响规律引入芝原宽展计算公式,修正后公式计算结果与模拟结果符合较好。     

高速线材轧机减定径机组轧件变形分析

借助有限元分析软件Superform,对某厂高速线材轧机减定径机组轧件变形进行了有限元模拟,主要分析了影响轧件宽展的因素。研究表明,摩擦和温度均对轧件的宽展有一定影响,其中摩擦为主要影响因素。     

初轧机轧制大圆钢孔型设计与有限元分析

用非线性有限元分析软件MSC.MARC/Superform对Ф300mm大圆钢在初轧机的轧制过程进行了三维有限元模拟.通过对轧件的变形、宽展的分析,得出了初轧机轧制大圆钢的合理孔型设计.     

异步轧制宽展行为的数值模拟研究

基于软件MSC.Marc建立了高锰无磁钢在不同变形参数下异步轧制过程的三维有限元模型。利用该模型对异步轧制过程进行了数值模拟,分析了异速比、压下量和初轧温度对轧件平均宽展的影响规律。结果表明:轧件平均宽展随着压下量的增大和初轧温度的升高而增大;随着轧制异速比的增大,平均宽展先减小后增大。在压下量为20%、30%、40%时,平均宽展最小值对应的异速比为1.2,但当压下量增大至50%时,平均宽展最小值偏移到异速比为1.3处。基于以上分析结果,将异速比、压下量和初轧温度对宽展的影响规律引入芝原宽展公式,并对其进行了修正,使用修正后的公式进行了计算,计算结果与模拟结果相关性较好。     

三辊行星轧机轧制过程有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对三辊行星轧机轧制过程进行了有限元分析.介绍了有限元模型的建立、约束的定义和载荷的施加.根据模拟仿真结果,对轧件的应力和应变分布、轧制负荷以及轧件速度进行了分析.     

H型钢万能轧制宽展分析

借助有限元分析软件MSC.SuperForm2004对H型钢万能轧制过程进行了模拟,着重讨论了万能轧制不同阶段轧件宽展在孔型中的变化规律.由模拟结果可知,万能孔型中轧件翼缘的端部不接触轧辊,变形主要靠变形渗透,变形量很小且变形渗透随道次的增加而明显.     

椭圆孔轧制方坯的显式动力学模拟

借助有限元分析软件ANSYS/LS DYNA ,对方轧件在椭圆孔型中的动态轧制过程进行模拟仿真 ,重点分析了轧制过程的轧件的变形情况和力能参数。通过对实验结果和模拟结果对比表明 ,试验结果和数值模拟结果基本相符 ,也表明了利用ANSYS/LS DYNA可以解决型钢轧制问题     

楔横轧轧件端头凹心影响因素的研究

用ANSYS／LS－DYNA软件对楔横轧轧制过程进行非线性有限元模拟，得到轧件端头凹心的形成原因，总结出模具成形角、展宽角、轧件端头尺寸及轧细长度等因素对轧件端头凹心大小的影响，并将计算结果与实验结果进行比较，其规律一致。本研究对合理确定楔横轧工艺参数、提高材料利用率具有重要的意义。     

H型钢开坯轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC SuperForm2 0 0 2对H型钢开坯轧制进行了模拟。分析了金属变形特点和轧件充满情况。研究表明 ,箱形孔中轧件腹板的变形与宽展较小 ;异形孔中轧件腹板与翼缘的变形很不一致 ,腹板出变形区后厚度会反弹增加 ;异形孔中轧件不能很好地充满孔型 ,轧制力也较大     

A NOVEL APPROACH FOR THE PREDICTION OF SURFACE PROFILE OF OUTGOING WORKPIECE AND THE CALCULATION OF MEAN ROLL RADIUS IN ALLOY BAR ROLLING

In alloy bar rolling process, the component of alloyed steel influenced the spread coefficient greatly, therefore, the component influence coefficient m of different alloyed steel has been determined firstly to calculate the maximum spread. Then the curvature radius of stress free surface and the ＂critical point on the contact boundary＂ have been solved, the surface profile of outgoing workpiece has been obtained. Furthermore, the formula of the equivalent contact section area has been proposed and the mean roll radius has been calculated. The bar rolling experiment and the rigid-plastic FEM （finite element method） simulation have been carried out to verify the novel approach. Compared with experimental data and simulation results, the novel approach can be used in setting processing parameter and design of finishing groove.     

大圆钢轧制三维塑性变形有限元模拟

使用ANSYS/LS-DYNA通用有限元分析软件对大圆钢轧制过程进行模拟仿真,得到了采用成品前单圆弧椭圆孔型的大圆钢轧制的等效应力场、等效应变场,分析了轧件横截面的等效应变和等效应力分布情况。成品前孔型改为双圆弧椭圆孔型后重新模拟轧制过程,根据模拟结果比较,得出采用成品前双圆弧椭圆孔型有利于改善成品道次的应力、应变分布。     

圆-椭圆-圆孔型中轧制合金钢棒材时宽展迭代模型的建立

在预测圆-椭圆-圆孔型中轧制合金钢棒材的宽展时,在Shinokura宽展公式基础上进一步考虑了棒材材质对宽展的影响,并且推导出了轧件出口断面等效高度和轧辊平均工作半径公式,对Shinokura宽展公式进行了修正。为得到更精确的宽展值,基于修正后Shinokura的宽展公式用迭代法建立了宽展迭代模型。为验证宽展迭代模型的有效性,进行了GCr15棒材轧制实验,并用刚塑性有限元法模拟了轧制过程,通过比较认为,此迭代模型收敛速度快,并且具有比较高的精度,能用于棒材精轧孔型设计和轧制工艺参数的设定。     

轧辊尺寸对环形件冷轧中端面轴向宽展的影响规律研究

环形件冷轧过程中,环形件发生不均匀轴向宽展变形导致端面产生鱼尾现象,影响环形件质量。采用自行开发的环形件冷轧过程弹塑性动力显式算法有限元模拟软件,对不同轧辊尺寸条件下环形件冷轧过程进行数值模拟,研究了环形件端面轴向宽展率、平均宽展和鱼尾系数随轧辊尺寸的变化规律。从模拟结果可以看出,环形件端面轴向宽展在内外侧面变形程度不一致,环形件外侧的轴向宽展远大于其内侧的宽展变形。     

铜包铝复合棒材平辊轧制宽展变形行为

对铜包铝复合棒材平辊冷轧时的金属流动进行数值模拟和实验研究.结果表明:由圆断面至扁断面的第一道次平辊轧制中侧边以变形宽展为主;在后续道次的平辊轧制过程中,滑动宽展的影响增大,侧边变形宽展的影响减小;当压下率为13.3%～26.7%时,摩擦因数对铜包铝棒材宽展率的影响较小,而当压下率大于33.3%时,摩擦因数对宽展的影响增大;铜包铝复合棒材的最大轧制压力在轧制入口端,断面上存在一条"X"状的等效应变带.实验结果与有限元分析结果具有良好的一致性.采用合适的轧制工艺,可获得铜包覆层分布均匀、铜铝复合界面无裂纹和分层、表面质量好的扁排.     

Spread Model for TC4 Alloy Rod during the Three-Roll Tandem Rolling Process

为了保证三辊连轧过程中棒材的成型精度,研究了TC4钛合金棒材的宽展。采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案,在Marc有限元平台上,研究轧制工艺参数(轧制温度、轧制速度、孔型内切圆直径、轧辊直径、摩擦系数)对宽展的影响,并分析了各参数的影响显著性顺序。在此基础上,建立了三辊轧制TC4棒材的宽展模型。试验在自行研制的8机架Y型连轧机上进行,孔型系统为平三角-圆。宽展测量结果和模型计算结果吻合较好。     

GH4169异型材单轧槽轧制工艺

采用轧制工艺生产GH4169合金异型材,结合实验条件,基于有限元模拟软件建立了单轧槽少道次轧制过程的三维刚塑性有限元模型。采用异型坯作为坯料,分析了轧制过程中孔型充满度、变形温度、等效应变和等效应力的分布情况。模拟结果表明,采用Φ160 mm×200 mm轧机时,初轧温度为1070℃,断面收缩率为45%,单轧槽两道次轧制成形,孔型充满度良好,等效应变约为0.3~1.4。结合模拟结果,在轧机上进行了热轧实验,轧件厚度满足尺寸要求,宽度比成品小2 mm,没有发生晶粒细化。这主要是由于多火次、多次数轧制,使得加热引起的晶粒长大程度大于小变形量引起的晶粒细化程度,使得晶粒未细化,宽度不够。     

驱动辊转速对环件轧制工艺影响规律研究

针对环件轧制成形规律,以数值仿真和数学解析相结合的方法,以有限元分析软件ABAQUS为平台,建立弹塑性动态显式有限元模型,研究驱动辊转速对环件成形工艺的影响。研究表明,在环件轧制过程中,随着驱动辊转速的增加,每转进给量减小,外径部分金属轴向流动增加,环件自由端面形状系数FT增加,最大宽展系数增加,环件自由端面质量下降;在驱动辊转速增加过程中,轧制力和轧制力矩减小,对轧环机的力学性能要求降低。同时平均等效应变PEEQa增加,环件塑性变形程度增大,有利于提高环件力学性能,但同时变形不均匀程度也加大,内部质量缺陷的可能性增加。     

钢轨万能轧制过程金属纵向流动规律的理论和实验

为分析钢轨万能轧制过程中轨头、轨腰以及轨底的纵向流动机理,根据钢轨断面特点,给出了轨头与轨底等效压下系数计算公式,并考虑了轨头与轨腰以及轨底与轨腰之间的金属横向流动体积的影响;基于轧制前后体积不变条件,推导出了轨头、轨腰及轨底的延伸系数计算模型,得到了钢轨各部分压下系数以及宽展系数对其纵向流动规律的影响。为验证理论模型,进行了钢轨的万能热轧实验,实测了不同轧制规程时钢轨各部分的延伸系数,并与理论计算结果进行比较。理论计算结果与实验结果误差不超过±5%,说明理论模型具有较高的预测精度,可用于钢轨万能轧制实践。