棒材切分熱連軋有限元模擬.pdf

1、目前，國內(nèi)外利用有限元方法來模擬金屬各種成型過程的研究較多，但針對棒材特別是切分熱連軋工藝中的二線、三線切分異型孔的變形規(guī)律的計(jì)算機(jī)模擬研究，所見的報(bào)道很少，其參數(shù)多為在實(shí)驗(yàn)室條件下利用熱模擬機(jī)所得結(jié)果，故局限性大，應(yīng)用性差，考慮的因素也不盡全面。其求解過程密切聯(lián)系現(xiàn)場生產(chǎn)，所得結(jié)果綜合考慮了軋制溫度、軋制速度、異型孔的特點(diǎn)等設(shè)備、工藝參數(shù)對軋制負(fù)荷、應(yīng)力應(yīng)變分布的影響，故具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。采用了有限元軟件ANSYS/LS-DYN

2、A對橢圓—圓、二線切分、三線切分等異型孔的力能、延伸、寬展、應(yīng)力應(yīng)變分布等進(jìn)行了有限元模擬，得到了棒材在切分熱連軋時(shí)金屬在異型孔內(nèi)的變形規(guī)律，寬展分布、充滿度的預(yù)報(bào)等重要信息。這些為優(yōu)化切分工藝、提高產(chǎn)品精度、保證設(shè)備安全、開發(fā)新的切分生產(chǎn)工藝均能提供較為可靠的模擬結(jié)果。研究所得結(jié)果概述如下： 1. 橢圓—圓孔型系統(tǒng)的模擬以Φ20螺紋鋼為例，所有計(jì)算參數(shù)均取自現(xiàn)場實(shí)測。結(jié)果表明，有限元模擬給出的預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)測符合的較好。圓進(jìn)橢時(shí)的

3、軋制壓力最大偏差發(fā)生在第十七道，約為8.14％，而平均偏差僅為4.23％；橢進(jìn)圓的最大偏差為第十八道，約17.3％，平均偏差為7.92％。 2.二線切分的模擬以Φ16螺紋鋼的切分軋制為例。其切分的異型孔共有四個(gè)孔型，即從15到18道分別為菱形、弧邊方、啞鈴、雙圓孔，所有計(jì)算參數(shù)均取自現(xiàn)場實(shí)測。求解了軋制力、延伸、寬展、應(yīng)力分布、應(yīng)變分布等大量具有實(shí)際參考價(jià)值的結(jié)果。其中軋制力最大偏差為第18道的19.6％，平均偏差11.6％；延

4、伸系數(shù)偏差最大為弧邊方孔的1.7％，平均偏差0.8％。 3.三線切分的模擬以Φ14螺紋鋼的切分軋制為例。其切分的異型孔共有兩個(gè)孔型，即15、16道的切分孔與預(yù)切分孔，所有計(jì)算參數(shù)均取自現(xiàn)場實(shí)測。模擬求解了該兩個(gè)異型孔的軋制力、延伸、寬展、應(yīng)力分布、應(yīng)變分布。其中預(yù)切分道次軋制力偏差3.9％，延伸系數(shù)偏差3.07％；切分道次軋制力偏差9.97％，延伸系數(shù)偏差3.39％。 由以上結(jié)果可見，無論簡單斷面的橢圓—圓孔，還是二線、