异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究

采用异步轧制复合工艺制备了铜/铝双金属复合板,分析了轧制工艺参数对复合板变形行为的影响,结合轧制变形区金属受力状态探讨了复合过程中的金属变形及流动规律.结果表明:异步轧制变形区内界面摩擦剪切作用直接影响母材的受力状态,共同变形区内双金属间的搓轧作用对金属流动及结合效果影响最大.异步速比越大,硬质金属变形越大.总压下率增大时,组元金属压下率均呈正比关系增加,且软、硬两种金属的压下率差值越来越小.     

宽厚不锈钢复合板轧制力计算与参数影响分析

 对宽厚不锈钢复合板层间真空热轧制变形过程进行受力分析,将热轧变形区分成I、II两个区间,运用主应力法建立各个区间的力平衡方程,根据边界条件和屈服准则求出各变形区的长度和各变形区所受压力,建立轧制力计算数学模型,在此基础上分析轧制工艺参数对宽厚不锈钢复合板轧制区间内不同应力分布的影响规律。将实际参数代入轧制模型计算公式,应用Matlab编程求得理论计算值,并与实测值进行比较。研究结果表明：轧制力模型可用于预测轧制力的大小,满足工程要求,轧制复合过程研究有助于优化成形工艺、预测产品性能,为今后此类材料的研究开发提供了参考依据。     

双金属复合板轧制力的工程法计算

将轧制复合变形区分为三个亚区域,并依据双金属复合轧制时软、硬金属变形规律确定界面摩擦力的方向,应用工程法推导出双金属复合板轧制力计算公式,其预报结果与实测结果吻合得较好,从而为计算双金属复合板思制力提供了一种有效的方法。     

复合板轧制界面周期性波动的模拟与试验

 为了探究复合板轧后复合界面产生周期性厚度波动的机理和影响因素,基于商用有限元分析软件ABAQUS建立了铝/钢/铝三层对称复合板轧制的有限元模型。通过对轧制过程复合板各层应力变化规律的分析,表明在铝/钢/铝复合板轧制过程,钢层和铝层存在明显的变形不协调现象,铝层的变形趋势明显大于钢层,导致钢层在轧制方向产生拉应力并使钢层发生厚度减薄。同时厚度减薄的发生改变了周围区域的应力分布,使厚度波动呈现周期性特征,通过实验室的轧制试验验证了模拟和分析结果的正确性。     

异步轧制在铜合金带材生产中的应用

一、前言 异步轧制技术,近年来在国内外均有较大的发展。所谓“异步轧制”是指在轧制过程中,使两个工作轧辊的线速度不相等,利用适当的线速度差改变轧辊对金属表面的摩擦力方向,从而改变金属变形区中的应力状态,改善变形条件。异步轧制可显著地降低轧制力,减少所需要的轧制道次及中间退火次数。而且还能获得较好板型,提高带材精度。研究表明,异步轧制法特别对难轧的金属和极薄带材是有效的有前途的轧制方法。     

四线切分轧制的数值模拟

 切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统,利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成2根或2根以上独立分支的新工艺。采用有限元软件Deform 6.1模拟出应用四线切分轧制工艺生产直径为14mm螺纹钢筋的预切分道次和切分道次的轧制过程,计算出相应特殊孔型下的轧制力,并且将用有限元方法计算的结果与现场实测相比较,两者相差10%左右,满足生产实际要求。模拟仿真了轧件在四线切分导卫中的切分过程,得出2对切分轮的各方向受力曲线。     

不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程板形翘曲行为

 针对不锈钢/碳钢复合板在平整轧制过程中极易出现不均匀延伸并导致板形翘曲的行为,建立了不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程的有限元数值模拟模型,对已实现工业化批量生产的不锈钢/碳钢复合板平整轧制过程的不均匀变形行为及其可能导致的板形翘曲缺陷进行数值模拟研究。在此基础上,对比分析了均质板、非对称不锈钢/碳钢复合板以及对称不锈钢/碳钢/不锈钢复合板平整轧制过程板形的遗传与演变规律,发现仅非对称不锈钢/碳钢复合板在平整轧制过程中极易产生板形翘曲缺陷,同时对比分析了平整和常规轧制对非对称不锈钢/碳钢复合板轧后翘曲缺陷的影响。揭示了不锈钢/碳钢复合板厚向分层特征以及复合板尺寸参数、平整工艺和平整机设备参数等对其板形翘曲缺陷的影响规律,研究表明,对复合板尺寸参数而言,平整过后翘曲高度与厚度比呈正比。对于平整工艺而言,当等张力平整轧制时,平整过后翘曲高度与张力呈正比;当不等张力平整轧制时,前张力的变化对平整过后翘曲缺陷的影响较大;同时平整过后翘曲高度与轧辊和碳钢层表面摩擦因数呈反比。对平整设备参数而言,平整过后翘曲高度与碳钢层表面接触的轧辊辊径、入口侧防皱辊抬起高度以及不锈钢层表面接触轧辊偏向入口侧的距离均呈正比关系。最后,采用轧制试验对数值模拟结果进行了验证,证明了复合板平整轧制模型的准确性。基于上述研究结果,提出了相应的工艺对策,为金属复合板平整轧制过程的板形翘曲控制提供了理论依据。     

采用爆炸-轧制法制备钛/铝复合板

主要对制备1．5mm钛／铝复合薄板的爆炸一轧制工艺进行了实验研究。通过实验，确定了TA1和2A12这两种合金的爆炸焊接工艺参数。为了解决单张复合板在轧制过程中缠绕轧辊的问题，提出了两张爆炸焊接钛／铝复合板的对称轧制工艺，并且得到了成功的应用。对于轧制过程中复合板钛层表面出现的间歇性开裂现象，也进行了详细的分析。两种基体金属流动变形的不同步性以及铝对钛产生的不均匀牵引变形力是导致复合板钛层表面开裂的主要原因。     

薄板坯CSP线连轧过程变形的有限元模拟

借助Marc商用软件 ,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法 ,对薄板坯CSP生产线Q2 35钢 15 0 4mm× 4 2mm轧件第 2道次的热轧过程进行轧件温度场分布以及轧制力能参数变化的模拟和分析。结果表明 ,从轧件入口到轧件出口 ,沿轧制方向等效应变逐渐增大 ,最大值为 0 5 7;模拟得到的轧制力为 2 3380kN ,现场轧机记录轧制力为 2 35 37kN ,预测误差为 0 6 7% ,所采用的有限元模拟方法能较好地反映金属的实际变形。     

异步轧制变形区单位压力纵向分布的实验研究

本文通过实测,研究了同径异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,单位压力沿纵向的分布规律,并系统地分析了各轧制参数对张直异步轧制和无张力异步轧制单位压力分布的影响。结果表明,异步轧制单位压力分布仍具有峰值;搓轧区占变形区比例x越大,异步轧制的降压效果和摩擦峰的削减作用越大;张直异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,两辊侧单缸压力分布基本相同,但在无张力异步轧制时,普遍存在两辊则单位压力分布不对称现象。以上问题的研究,对更深入地认识异步轧制的力学特征,完善异步轧制理论具有重要意义。     

基于奥洛万微分方程的变厚度LP板轧制力模型

 纵向变厚度LP板是钢铁减量化轧制中的典型产品。轧制力模型是变厚度轧制过程关键模型,直接决定产品尺寸精度。通过引入剪切摩擦与奥洛万平衡微分方程,建立变厚度轧制LP板中各个变形区的应力表达式。改变轧制参数以观察变形区内轧制力变化规律,理论计算结果表明,轧制变形区轧件出口位置由楔形角决定,入口位置及轧制力峰值则与压下量有关;同一压下量下趋厚轧制力峰值小于普通轧制,趋薄轧制力峰值大于普通轧制。     

轧辊直径不等的非对称轧制条件下变形区内的变形分析

为了研究非对称轧制条件下变形区内金属的变形情况,采用三维大变形热-力耦合有限元法,分析了轧辊半径不等的非对称热轧板带变形区内轧件变形的情况,得到了在不同异径比条件下,变形区内应力、应变和应变能量密度的分布规律。结果表明：在非对称轧制条件下会产生不同于普通压缩变形的附加剪切变形,而且异径比越大,产生的附加剪切变形也越大。     

铸轧薄带的边部斜裂纹形成机理

 为了控制铸轧薄带产品质量,降低铸轧工艺本征裂纹导致的断带风险,针对铸轧薄带的边部斜裂纹展开研究,提出边部斜裂纹形成的直接原因为侧封与熔池间的换热使熔池边部的Kiss点高度局部提升。该处薄带进入铸轧塑性变形阶段的初始厚度局部增大,由此引发的斜向剪应力导致了边部斜裂纹的产生。建立了熔池的热-流耦合数值仿真模型,分析了Kiss点高度沿铸轧辊宽度方向上的分布规律,结果显示熔池边部的Kiss点高度高于熔池中心。建立了热-力耦合数值仿真模型,分析了变厚度薄带热轧时其塑性变形区内的应力分布状况,结果显示斜向剪应力集中分布于后滑区边部,其方向与后滑区金属的流动方向一致。仿真结果验证了所提出的边部斜裂纹形成机理的合理性。     

A 3-D Differential Method for Solving Rolling Force of PC Hot Strip Mill

 According to the character of the deformation zone on pair cross rolls, which is different from the regular 4-high mill, there are longitudinal and transverse two-way shear deformation in the deformation zone, the character of metal particles flowing velocity is more complicated than normal rolling. Comprehensive influences of normal stress and shear stress in rolling direction, width direction and thickness direction are considered. Establish the rolling force calculation model of PC hot strip mills. After the longitudinal and transverse discretization of deformation zone, the longitudinal and transverse distribution of rolling force is worked out by the differential method, then calculate total rolling force. Calculated results are verified by experimental data.     

模拟热轧板带三维变形的条层法及仿真实例

提出一种模拟板带轧制过程三维变形的新的数值方法———条层法。首先沿高向将变形区均匀地划分为若干层 ,然后再沿着金属的流动轨迹将变形区内的每层带材划分为若干流线条元 ,为了方便分析和计算 ,又将流线条元映射为矩形条元。横向位移的纵向分布被构造为四次曲线 ,横向分布用三次样条插值函数表示 ,高向分布用二次曲线拟合。根据塑性力学流动理论 ,分析推导了变形区三维变形和应力的数学模型。与本文作者曾经提出的流线条元法相比 ,考虑了应力与变形沿高向的不均匀分布 ,实现了精确的三维分析和计算。关于热带钢连轧和厚板轧制的仿真实例表明 ,提出的方法和模型符合实际 ,为板带轧制过程的三维力学仿真提供了一个新的实用工程数值方法。     

Analysis on Shear Deformation for High Manganese Austenite Steel during Hot Asymmetrical Rolling Process Using Finite Element Method

Based on the rigid-plastic finite element method(FEM), the shear stress field of deformation region for high manganese austenite steel during hot asymmetrical rolling process was analyzed. The influences of rolling parameters, such as the velocity ratio of upper to lower rolls, the initial temperature of workpiece and the reduction rate, on the shear deformation of three nodes in the upper, center and lower layers were discussed. As the rolling parameters change, distinct shear deformation appears in the upper and lower layers, but the shear deformation in the center layer appears only when the velocity ratio is more than 1.00, and the absolute value of the shear stress in this layer is changed with rolling parameters. A mathematical model which reflected the change of the maximal absolute shear stress for the center layer was established, by which the maximal absolute shear stress for the center layer can be easily calculated and the appropriate rolling technology can be designed.     

精确接触边界条件下热轧带钢轧制力的仿真研究

在流面条元法基础上，将带钢与轧辊的接触面视为三维曲面，结合塑性力学中斜面上应力的求解法，给出了接触表面上的精确应力边界条件，建立了单位轧制压力与变形区内部应力的关系，实现了对板带轧制三维应力和变形的精确分析和计算。热轧带钢轧制力的仿真研究结果表明，新算法(改进算法)的计算精度高于旧算法。