小型H型钢全轧程数值模拟及斜轧孔型轧制力模型研究

本文运用有限元方法对HW100mm×100mm、HW150mm×150mm两种规格小型H型钢全轧程进行了三维热力耦合数值模拟,介绍了小型H型钢轧制的有限元模型和模拟参数设置。针对模拟结果,详细分析了典型道次轧件的金属流动状况、有效塑性应变和温度变化规律,并对数值模拟结果进行了验证。本文还建立了小型H型钢斜轧孔型的轧制力模型,计算了各道次轧制力解析结果,并将轧制力解析结果、数值模拟结果与轧机实际负荷电流趋势进行了对比,规律性吻合较好。     

H型钢孔型设计技术

介绍了国内第１条全套引进的大Ｈ型钢生产线的孔型设计步骤、方法及主要工艺技术参数的选取,重点介绍了连铸异型坯孔型设计的特点,万能水平辊及轧边机轧辊主要尺寸的确定,以及串列可逆连轧式万能轧机压下规程的制定．     

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     

H型钢万能轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC.SuperForm2002对H型钢万能轧制进行了模拟,分析了金属变形特点.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.当腹板的延伸大于翼缘的延伸时,轧件出变形区后出现腹板增厚现象.为使腹板与翼缘延伸一致,避免轧制过程中出现缺陷,翼缘的压下率应大于腹板的压下率.     

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型钢计算机辅助孔型设计系统的开发

采用模块编程技术，根据金属加工学原理，针对鞍山第一轧钢厂的现场条件，用ＶＢ语言开发了一个基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的功能较强的Ｈ型钢计算机辅助孔型设计ＣＡＲＤ系统，该系统主要包括孔型几何参数计算、力能参数计算及ＣＡＤ参数化绘图等功能     

双金属复合无缝钢管斜轧过程的有限元分析

本文应用MARC有限元软件并采用三维热力耦合的弹塑性有限元法,对不锈钢/碳钢双金属复合无缝钢管斜轧过程进行了有限元分析,得到了坯料断面孔型变形图,分析得出了应力、应变与温度场的分布,根据数值计算结果绘制了管坯斜轧过程中辊缝下断面沿圆周的轴向应力、环向及径向应力分布曲线,并根据应力分布特点解释了钢管斜轧过程成形机理。研究成果可以为工艺参数的设计提供参考。     

螺旋孔型斜轧球类件的上限分析

本文根据螺旋孔型斜轧球类零件的变形特点,采用流函数方法提出一种连续上限速度场,利用该速度场计算了轧制功率及轧制力矩,编制了计算程序,并给出了一种典型球类件轧制的计算实例并与实测进行了对比。     

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。     

螺旋孔型斜轧中轧件工艺非圆面积计算

螺旋孔型斜轧是一种回旋零件加工新工艺,具有效率高质量好材料利用率高等优点。由于变形机理特殊复杂,至今该技术只在形状简单零件上得到应用。轧件在轧制过程中产生的非圆的大小是轧辊设计的重要参数,对轧件缺陷的产生和轧件精度有很大影响。通过分析轧件和轧辊几何关系,建立了轧制过程中轧辊和轧件关系的数学模型,在此基础上得到了轧件工艺非圆面积计算公式,并用实际轧制实验进行了验证,结果表明该公式可以准确的计算由螺旋孔型斜轧工艺产生的轧件非圆面积。     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明：采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

中厚板轧制过程的数值模拟

以L245级管线钢材料的热物性参数(密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数、热导率和比热)和热模拟压缩实验获得的高温变形时应力—应变曲线等试验数据为基础,在MSC.Marc软件中建立了该钢种材料数据库,并建立了中厚板多道次轧制过程的二维有限元模型。以铸坯厚度为220mm、成品厚度为25.4mm的热轧过程为例,通过对轧件与轧辊接触面间换热系数采用取不同常数值的方法,并依据其生产时所采集的各道次相关工艺参数,对该轧件全道次热轧过程进行了数值模拟,将各道次的轧制力计算值与实测值进行了分析比较,确定了轧件与轧辊间接触面换热系数的最佳值。利用本文模型对厚度为180mm的轧件单道次轧制过程进行了数值模拟,研究了不同变形工艺参数(轧制温度、道次压下率和轧制速度)对变形区等效应变和等效应力的影响。结果表明,在轧机设备能力及生产现场条件允许时,高温粗轧阶段纵轧道次可采用低速大压下率进行轧制成形,使变形较充分地向轧件芯部渗透,从而使钢板获得细小均匀的晶粒组织,有效改善钢板的强韧性能。     

应用综合仿真模型构建H型钢轧制力公式

在多道次H型钢孔型轧制过程中,由于轧件变形情况非常复杂,采用现有理论方法不能准确计算轧制所需力能参数。但是制定合理的规程必须较准确地确定轧制力的大小。故此,本文通过编写PYTHON程序实现单元重构,通过编写VUMAT、USDFLD等用户子程序分析变形过程中微观组织的演变,从而在ABAQUS环境中构建了适合于对多道次型钢轧制过程的有限元综合仿真模型。利用该模型对Q235材料H型钢多道次粗轧过程进行了四因素三位级的虚拟正交实验,研究影响其轧制负荷的主要因素,建立了经验公式。     

半球截面轴承套锻件辗轧成形工艺的优化与模拟

本文提出圆柱形芯辊预扩孔+半球截面芯辊辗扩一次成形工艺,并采用DEFORM-3D有限元软件对该工艺进行模拟。结果表明:锻件在辗轧过程中载荷平稳,变形均匀。生产实践证明,采用该工艺可有效提高产品的质量及合格率。     

轴承外圈锻坯辗沟工艺改进分析

针对某型轴承外圈辗沟工艺中出现的端面凹槽及毛刺缺陷,进行了调研并作了详细的力学分析,指出了缺陷产生的原因,同时提出了改进对策.     

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.     

我国长材轧制技术与装备的发展（二） —大规格圆钢和中小型H型钢

介绍了新式初轧-开坯技术在大规格圆钢和中小型H型钢生产中的应用。同时,介绍了我国大规格圆钢及中小型H型钢生产概况、技术发展及其生产中应注意的问题。     

工艺参数对H型钢热轧过程奥氏体演化的影响

利用Gleeble-1500热模拟实验系统得到了Q235钢的高温流变应力数据,观测了完成变形瞬时原始奥氏体晶界,建立了流变应力及奥氏体再结晶数学模型。采用基于稳态判断的数值分析流程,对典型规格中翼缘E型钢多道次热轧成形过程进行了计算。分析了加热炉出炉温度、高压水除鳞强度、轧制变形速度、道次间隙时间等工艺参数对轧件内奥氏体晶粒演化的影响,并建立了估H 型钢腹板处奥氏体晶粒大小的数学模型。