万能法轧制重轨及其在马钢的应用

简要介绍了国内钢轨的生产现状及与国外的差距．重点介绍了万能轧制法的应用概况、孔型制度、设备特点及发展近况；分析了万能轧制法在马钢应用的可能性及存在的问题。     

重轨全万能轧制显式动力学有限元分析

基于ANSYS/LS-DYNA非线性显式有限元软件,以60 kg·m~(-1)重轨为研究对象,采用三维弹塑性热力耦合的有限元方法模拟了重轨在万能轧机组中的变形过程,有效的解决了轧制咬入难、网格畸变最大等难题.分析了典型道次的应力、应变分布和轧制力的变化情况,结果表明:刚咬入时轧件所受的纵向压力和横向压力均为压应力,应变与塑性变形的程度有关,轧制力与速度呈负相关关系.     

用能量法求解H型钢万能轧制的力能参数

本文用上限原理导出了计算H型钢万能轧制的轧制压力和轧制力矩的理沦公式,并由实验验证了公式的正确性。同时,查明了实际轧制时力能参数的变化规律。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响。利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况。研究结果表明,模拟结果与实测结果吻合较好;根据重轨温度场的变化规律,控制喷风时间,最终得到理想的索氏体组织。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

铝包钢线连续包覆挤压力的上限计算

介绍了铝包钢线连续挤压包覆工艺原理,拟定了速度场,推导出铝包钢线包覆模单位挤压力的上限公式及包覆模最优锥角计算公式。     

考虑材料参数的刚粘塑性有限元初始速度场自动生成方法

本文采用一种包含材料硬化指数ｎ和速率敏感性指数ｍ的刚粘塑性有限元模型，阶段硬化处理考虑到等效应力公与应变率有关，依据线粘性材料假设，提出了考虑材料参数ｎ、ｍ影响的刚粘塑性有限元初始速度场自动生成方法，改进了文献［３］方法。数值模拟结果与有关文献的计算和实验结果进行了比较，表明本文方法是有效的。     

半固态A356铝合金触变力的上限解法一

金属半固态成形技术是一项高效的成形新技术 ,关于成形力的理论计算目前少有报道。本文采用上界理论解法 ,求解半固态A35 6铝合金触变成形力。假定变形体为质点连续分布的刚 塑性材料 ,设定连续函数速度场 ,将变形区分为圆盘和圆环两个塑性区 ,计算结果与实测结果在误差允许范围内拟合良好     

塑性有限元在金属轧制过程中应用的进展

介绍了塑性有限元在金属轧制领域中应用的发展历程和新进展,包括:刚塑性有限元理论及应用研究;弹塑性有限元在轧制过程分析中的进展;用于轧制过程建模的快速有限元;元胞自动机与有限元结合进行轧制过程多尺度综合模拟;利用晶体塑性有限元研究轧制过程中取向织构;轧制过程中裂纹和夹杂物演变的有限元模拟.最后对今后的发展趋势做了展望.     

7075铝合金环压缩过程摩擦影响的有限元分析

基于罚函数刚塑性有限元法和网格重划分技术建立了环形件镦粗过程三维热—力耦合求解模型,并对7075铝合金在不同摩擦因子下环形件镦粗过程载荷变化、应力应变以及速度场分布规律进行了数值分析.结果表明:由于加工硬化、高温软化以及摩擦作用,环形件镦粗过程载荷变化分为急剧增加、缓慢增加、后期急剧增加三个阶段.由于摩擦作用内外侧自由表面均出现单鼓和侧面翻平现象,随着摩擦增加,内侧单鼓现象更为明显.环形件镦粗过程中应力为三向压应力,外侧自由表面产生较大轴向拉应力,易于产生裂纹.摩擦系数越大,等效应变梯度越大,变形更为不均匀.随着摩擦系数和压下量增加,分流面区域由环形件内侧向外侧移动,摩擦系数较大时,环形件内侧表面受到较高三向压应力作用,摩擦对分流面位置的影响作用减弱.     

万能孔型轧制高精度重轨的研究

阐述了目前市场急需的高质量重轨必须实现高精度轧制,我国现有重轨厂采用二辊孔型轧制难以满足要求。轧制高精度重轨的最好办法是使用万能精轧孔型;研究了万能轧机尺寸、孔型数量和孔型形状对重轨尺寸精度的影响,并在实验室进行了万能孔型轧制高精度重轨实验。     

新建万能轧机秤重轨的利弊

针对我国一些大型厂或轨梁厂欲新建万能轧机生产重轨提出不同看法，认为这不仅造成资金的巨大浪费，而且如果万能轧机的工艺和规格选择不当，将影响企业的竞争力和发展，建议采用增加万能精轧定径机组的办法来提高重轨的尺寸精度。     

棒材轧制轧件出口断面形状预测及平均轧辊半径的新计算模型

对圆—椭圆—圆孔型轧制合金钢,提出了接触边界临界点的概念,建立了出口断面形状预测模型,推导出临界点的解和新的等效接触断面面积公式,给出了计算平均轧辊半径的新模型。为验证新模型,完成了棒材轧制试验,并且利用刚塑性有限元法对轧制过程进行了模拟。将不同模型得到的理论结果与实验值和模拟值作比较,证明新模型具有很高的精度,因此可以用于精轧孔型设计和轧制工艺参数的设定。     

连铸坯轧重轨变形规律有限元模拟

用ANSYS/LSDYNA对某厂所使用的重轨孔型中前两个箱型孔的变形分布进行了弹塑性有限元计算模拟。结果表明,用连铸坯取代初轧坯,如果前两个箱型孔孔型不进行相应的改变,轧件的应变比较小,难以确保重轨的质量。现有的孔型,使用初轧坯,对产品质量的影响不大。但是对于连铸坯,如果坯形和孔型均与初轧坯相同,轧件将产生内部缺陷。     

光滑平冲头压入半无限体的精确上限解

求得了光滑平冲头压入半无限体的精确上限解。首先设计了一个和滑移线场很接近的运动许可速度场，将塑性变形区的中心扇形没移线场划分为n个相互滑错的等腰三角形刚性块，推导出了含有n的上限解的通用表达式。然后令n→∞，从而得到和滑移线解相同的精确上限解。     

基于功率最小原理和遗传算法的钢轨万能轧制过程宽展预测

为得到钢轨万能轧制过程轨头和轨底的精确宽展,以轨头和轨底宽展为待定参数,在坯料断面尺寸、设备参数、轧制工艺参数已知的基础上,基于上限原理推导得出包含轨头和轨底宽展系数的钢轨万能轧制过程总功率表达式,并应用MATLAB软件遗传算法工具箱编写M文件对钢轨万能轧制总功率进行单目标优化,得到轧制功率最小时的轨头和轨底宽展系数。为验证理论模型,对18kg/m轻轨进行万能轧制实验,并用DEFORM软件模拟其万能轧制过程,将优化后宽展系数与实验结果进行对比,两者误差小于2%。     

两种万能成品孔轧制60kg/m重轨有限元模拟及分析

为提高60kg/m重轨轨头踏面的形状精度和轨高尺寸精度,在半万能轧制法的基础上,提出了全万能成品孔轧制法。用ANSYS/LS-DYNA软件对两种万能成品孔型轧制60kg/m重轨的变形过程进行了有限元模拟。重轨经全万能成品孔轧制时,在X方向的金属流动趋势和等效应力、等效应变的分布更有利于保证轨头踏面的形状精度,并且轧后重轨轨高的波动幅度比半万能轧制时小。从理论上证明了全万能轧制法轧制60kg/m重轨的可行性,为高精度重轨的轧制提供了理论依据。     

生产60 kg/m钢轨BD1轧机使用铸铁轧辊的可行性分析

采用理论分析与数值仿真对生产60 kg/m钢轨BD1轧机使用铸铁轧辊的安全系数进行了计算, 并根据计算结果, 提出了单辊使用铸铁轧辊和增加轧制道次的技术措施, 解决了轧辊安全系数偏低的问题。     

重轨钢大方坯连铸过程中凝固传热和坯壳生长的数值模拟

采用有限元方法,对某钢厂的大方坯连铸机的凝固传热情况以及坯壳凝固生长进行了数值模拟,并通过现场数据对模型进行了验证.以此为依据,对该钢厂新建的重轨钢大方坯在不同的拉速和过热度条件下的凝固过程温度场分布情况、坯壳生长规律和凝固分率进行了预测性的模拟研究,从而为新建的重轨钢大方坯连铸机的结晶器和二冷区冷却制度的制定提供理论依据.