H型钢F孔开坯轧制的变形模拟

合集下载

轧制过程中粗轧宽度变形的三维有限元模拟

轧制过程中粗轧宽度变形的三维有限元模拟杨正波(梅山钢铁公司技术中心　南京　210039) 摘　要:应用MARC/autoforge商用有限元软件,对长方形轧件在热轧粗轧过程的宽度变形过程进行热力耦合模拟。

简介了宽展的种类及其组成,模拟研究中主要计算了板坯在粗轧过程中的宽展量。

分析计算说明,采用有限元模拟的方法可以较好地反映板坯宽度变形的实际情况。

关键词:宽度变形;轧制;有限元模拟Simulation of Three Dimensional Finite Element of WidthDeformation for Rougher in the Rolling ProcessYang Zhengbo(Technology Center of Meishan Iron&Steel Co.,Nanjing210039) K ey w ords:Widt h deformation;Rolling;Finite element simulation0　引　言根据给定的坯料尺寸和压下量,来确定轧制后产品的尺寸,或者已知轧制后轧件的尺寸和压下量,要求定出所需坯料的尺寸,这是在拟订轧制工艺时首先遇到的问题。

要解决这类问题,首先要解决被压下金属的体积是如何沿轧制方向和宽度方向分配的,亦即如何分配延伸和宽展的。

因为只有知道了延伸及宽展的大小后,按照体积不变条件才有可能在已知轧前坯料尺寸及压下量的前提下,计算轧制后产品的尺寸;或者根据轧制后轧件的尺寸来推算轧制前所需要的坯料尺寸。

由此可见,研究轧制过程中宽展的规律具有很大实际意义。

1　宽展的种类和组成1.1　宽展的种类在不同的轧制条件下,坯料在轧制过程中的宽展形式是不同的。

根据金属沿横向上流动的自由程度,宽展可分为自由宽展、限制宽展和强制宽展3种。

(1)自由宽展　坯料在轧制过程中,被压下的金属体积可以自由展宽的量。

此时,金属的流动除来自轧辊的摩擦阻力外,不受任何限制。

H型钢万能轧制的数值模拟

压轧面。Ｈ型钢的轧制过程是一个极其复杂的接触计算过程，计算中采用了直接约束法，在即通过
追踪物体的运动轨迹，旦探测出发生接触，将一便
接触所需的运动约束和节点力作为边界条件直接施加在产生接触的节点上。
为Ｈ型钢轧制工艺的优化和设备设计提供了参考。
参考文献［］刘相华，１白光润．带张力轧制Ｈ型钢的有限元分析［］中国Ａ．
金属学会轧钢分会轧制理论文集第三集（Ｃ．北京：上）［］冶金工业
出版社，９５１８
因此，该软件可以深入的研究Ｈ型钢内部各
以图２中Ｈ型钢横截面上的三个位置为例： ①Ａ点位于Ｈ型钢的腹板处，在Ｈ型钢的轧制过程中由于受到的立棍的压力较小，时，属的流此金
动取决于水平辊对翼缘压下量的影响。在该模型
金属世
ｔｔｐｍｗ
压下（图２。如）
图３轧件塑性变形结果
图２１４断面网格的划分／
３２金属流动情况．
轧件沿ｘＹ方向的位移云图（４可知，型，图）Ｈ钢的腹板和翼缘问存在金属交换。
２２界条件．边
（）始条件。假定模型的轧制过程是在恒温１初下进行的，义初始条件时，考虑稳态时的轧制定只温度。根据攀钢Ｈ型钢的轧制工艺表可以取轧制温度为１０ ℃。００（）触定义。在Ｈ型钢的轧制过程中，轧２接将

H型钢轧制过程三维弹塑性大变形有限元模拟

第11卷第4期1999年8月钢铁研究学报JOU RNAL O F I RON AND ST EEL R ESEA RCHV o l .11,N o.4　A ug .19993“九五”国家计委科技攻关项目　卜勇力,男,28岁,博士; 收稿日期:1998206222;修订日期:1999204213H 型钢轧制过程三维弹塑性大变形有限元模拟3卜勇力刘　才赵文才崔振山程存江燕山大学轧机研究所　秦皇岛　066004摘　要:针对轧制H 型钢过程中易出现产品缺陷等问题,应用有限元软件(M A RC )的二次开发技术建立了H 型钢的轧制模型,模拟了轧制过程。

给出了H 型钢的腹板、翼缘及其交界区3点在轧制过程中的应力及金属流动变化情况。

结果表明,轧件出口后轧制断面上轧制方向的残余应力是造成H 型钢腹板屈曲及其他缺陷的主要原因。

关键词:H 型钢,轧制,弹塑性有限元,应力中图分类号:T G 335Si m ulation of Rolli ng for H Beam by 3-D i m en sionElastic -Plastic F i n ite Elem en tB u Y ong li L iu Ca i Z hao W enca i Cu i Z henshan Cheng Cunj iangYanshan U niversity Q inhuangdao 066004ABSTRACT :Ro lling model of H beam w as established th rough develop ing M A RC .T he ro lling p rocess w as si m ulated to so lve the defect p roblem fo r H beam .T he stresses and m etal flow s in ro lling p rocess at th ree po ints ,the w eb center ,flange center and their intersecti on of H beam w ere given .T he result show s that after exiting bite po int ,H beam has a longitudinal stress w h ich m akes w eb curve and o ther p roblem s .KEY WOR D S :H beam ,ro lling ,elastic 2p lastic finite elem ent ,stress 近年来,市场要求H 型钢产品尽量提高断面效率,促使H 型钢向超轻型薄壁化发展。

斜轧孔型工艺H型钢初轧过程模拟仿真分析

ｌｆｗａｉｔｆｍｅａｎｔｅｓ— ｓａｎｄｒｇｅｃａｓｄｆｒｎｆｒｌｄｐｅｅｗｅｅｏｔｉｅｙｔｅｓｍｌｔｅｏｂｈｏｔｌａｄｓｒｓｙｔｉｕｎａｈｐｓｅｏｍｉｇｏｏｌｉｃｒｂａｎｄｂｈｉａｉｒｉｅｎｖ
，
（．ＳｈｏｏａｒｌａｄＭｅｌｒｙＮｏｔｅｓｒｉｅｓｙｈｎａｇ１０，Ｃｈｎ；Ｌｉｒｎ＆ＳｅｌＬｄ，Ｌｉ１ｃｏｌｆｔｉｓｎｔｌｇ，ｒａｅＵｎｖｒｔ，Ｓｅｙｎ１８Ｍｅａａｕｈｔｎｉ１９ｉａ２ａｗｕＩｏｔｅＣｏｔａｗｕ
ｄｓｎａｅｅｔｏｅａｔｒｌｅｎｉｎｅｉｅｏｆｃｏｓｄｆｎｆ１２．Ｋ３ｎｄＫ４ａｓｓｏｃｒｅｉｅｇｇｍｎｆｍｔｗｉｈｏｌｒｉｎｒｓｄｌｅａｇｅｏｌｌ４ａｐｓｅｃｕｒｄ．Ｔｈｅｓａｎａｈｅｔｉｔｔｗｅｇ１ｎｓｅａａｇｓｎｄｔｎｅｎｌｔｎｎｆｍｅａｃｕｒｄａｈｅｌｅｆｎｇｆＫ３ａｄｅｏｆＫａｄＫ２ｐａｓｓｗｓｌｒｅｔａｈｅｉｔｒａｕｒｉｇｏｔｏｃｒｅｔｔｉａｅｏｎｄＫ４．ｌｖｌＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｓｃｉｎｔｅ；ｓｗｏｌｎｇｐｓ；ｓｕｌｔｏｎｄｅｕａｉｎｅｔｏｓｅｌｋｅｒｌａｓｉｉｍａｉｎａｍｌｔｏ
ｃｏｍｐａｉｎ．Ｉｗａｈｕｔｔｏｔｓｓｏｗｎｙａａｙｓｓｔｔｅｃｐｓｗａｂｎｌｉｈａａｈａｓｓｎｏｔｆｌｄｗｉｈｄｕｉｋｅｒｌｉｇｐａｓｏｕｇｉｎｔｌｅｔｒｎｇｓｗｏｌｎｓｒｉｈｎｇａｄｈｅ

H型钢开坯轧制变形过程的有限元模拟分析

的参考价值．
１Ｈ型钢Ｎ４００ｘ２００产品的开坯轧制采用３个异型孔，
见图１．压下规程为实际生产中采用的压下规程．各道
次辊缝的设置与轧辊的转速见表１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈ —Ｂｅａｍ；ｂｒｅａｋｄｏｗｎｒｏｌｌｌｎｇ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＨｂｅａｍｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｓｏｆｔｗａｒｅＤＥＦＯＲＭ．Ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｍｏｄｅｌｓａｎｄｔｈｅｍｅｓｈｉｎｇｉｎｔｈｉｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｅａｃｈｐａｓｓ．Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｓｈａｐｅｄｓｔｅｅ１．
２０１１年１２月第３０卷第４期
内蒙古科技大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１ｌＶｏ１．３０，Ｎｏ．４

热连轧H型钢轧制变形数值模拟

中图分类号：Ｇ０文献标志码：Ｔ３２Ａ
０引言
Ｈ型钢具有良好的抗弯、抗压、抗扭的力学性能，具有加工制作、施工安装工艺简单和方便快捷等优点，
成为重要的高效节约型建筑用钢之一 … ，其应用前景十分广阔。Ｈ型钢的轧制过程依靠万能轧机和轧边机相结合实现，断面特点又使其在轧制过程中发生金属流其动Ｊ延伸变形、、应力分布等问题，轧制工艺难度大。此外，Ｈ型钢的腹板和翼缘在变形过程中存在很强的相互牵制作用，板和翼缘交界处的金属在轧制过程的不同时刻发生双向流动，腹使生产过程困难。由于实验
２１０２年４月
Ａｐ．０２ｒ２１
文章编号：０５２１（０２０．１－５２９－７６２１）２０８０．０
热连轧Ｈ型钢轧制变形数值模拟
杨业徐树成郭保强，，
（．１河北联合大学冶金与能源学院，河北唐山０３０；．６０９２唐山市工业和信息化局，河北唐山０３０）６００
１热连轧Ｈ型钢模型建立
１１几何模型的构建．
中间坯经过９道次轧制生产规格为Ｈ９１０１４Ｘ５Ｈ型钢成品，为了提高计算速度，模型选取Ｈ型钢的四分之一，了使轧件顺利咬人，为模拟初始给定轧件一个小于第一架轧机水平线速度的初始速度，中第五道次其和第八道次是轧边轧制，道次是万能轧制。Ｈ型钢热连轧轧制模型的建立参考津西钢铁有限公司的Ｈ其余型钢生产线的工艺参数，制程序表如表１轧所示。

接触摩擦对H型钢万能轧制影响的仿真分析

采用热力耦合弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型，对不同摩擦系数下的多种并
耦合有限元方法，成大型Ｈ型钢全轧程三维热完
力耦合仿真分析，并在全轧程仿真结果的基础上，对大型Ｈ型钢轧后残余应力进行了仿真分析，结
Ｆｉ．ｋｔｈｏｆｔｅｐｓｙｔｍｎｔｃｍｅｓｏｆＵＦｏｌｎｇｍｉｌｇ１Ｓｅｃｈａｓｓｓｅａｄｓｏｋｄｉｎｉｎｏｒｌｉｌ
收稿日期：０９０ — ３２０ — ９０
的力场对产品的性能起决定性作用，场直接决力定成型过程，同时在力的作用下产生的变形功又
会迅速引起温度的变化。为此，文利用ＡＮ～本
ＳＳ有限元软件，Ｙ以大型Ｈ型钢生产线为基础，
作者简介：会朝（７，，芜钢铁集团有限公司研究人员．ｉｓｎｕｚａ＠ｙｈｏｃ孙１９）男莱９Ｅｍａｌｕｈｉｈｏａｏ．ｎ：
武
汉
科
技
大
学
学
报
２１００年第２期
表１连轧道次的主要计算边界条件
摘要：大型Ｈ型钢生产线为基础，用热力耦舍弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型，以采并

h型钢轧机动态模拟及计算机仿真（主传动）

摘要本课题是“Ｈ型钢轧机动态模拟及计算机仿真”，来源于国家“九五”攻关项目，因此，对理论的研究提出了较高的要求。

在论文中运用模态分析技术研究了系统的动力学特性．从系统的结构分析，模型建立和初始条件的设定直到系统的固有频率、振型和瞬态响应的输出，其中着重分析了不同加载方式下的响应情况。

另外还进行了灵敏度和扭矩放大系数的分析、计算。

针对Ｈ型钢轧机作了比较全面的动力学研究。

在此基础上还编制了一套计算机：方真软件，对设计，研究人员有重大的意义。

Ａｂｓｔｒａｃｔ砌盯ｐａｐｅｒｉｓｔｔｓｈａｐｅｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌｓｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｏｇｕｅａｎｄｃｏｍｐｕ蹭ｒＪｉｒａｕｌａｔｏｒ．ｉｔｃｏｍｅｓｆｒｏｍｔｈｅＮｉｎｔｈＦｉｖｅＹｅａｒｓＰｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｏｒｙｓｔｕｄｙｉｓｒａｔｈｅｒｈｉｇｈ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｙｓｄｙｎａｍｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｃｏｆｓｙｓｔｅｍｂｙｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｙｓｔｅｍ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｍｏｄｅｌａｎｄｉｎｉｔｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｔｌａｓｔｏｕｐｕｔｓｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆｓｙｓ捃ｍａｎｄｔｒａｎｓｉｅｎｔｍｃｎｎｌｙｓｔｕｄｉｅｓｔｒａｎｓｉｅｎｔｕｎｄｅｒａｌｌｓｏｒｔｓｏｆｌｏａｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅ，Ｂｕｔｔｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏ册４如ｅｓ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｓｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｅｓａｎｄＴＡＦ（ｔｏｒｑｕｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｐａｐｅｒｆａｃｔｏｒ）ｏｆｓｙｓ把ｍ．ＦｒｏｍａｌｌａｓｐｅｃｔｓｓｔｕｄｉｅｓｄｙｎａｍｉｃｓＯｆＨｓｈａｐｅｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌｓｍａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，Ｆｉｎａｌ＆ｄｒａｗｓｕｐａｃｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎｇｄｙｎａｍｉｃａｎａ加ｓｉｓ８０ｆｌ、ｃａｒｅ．Ａｌｌ确如ａｒｃｖｉｔａｌｕｓｅｙｕｌｆｏｒｄｅｓｉｇｎｅｔｓ．前言Ｙ３１４０７≯本课题是国家９．５重点科技攻关项目，是对国外引进的Ｈ型钢轧机关键技术的消化研究，它不但有重要的理论意义，而且对国民经济建设，特别是填补国内急需Ｈ型钢的生产有着重要的实用价值。

轧钢过程模拟实验报告

轧钢过程模拟实验报告轧钢过程是一种常见的金属加工方法，主要用于将钢坯加工成不同形状和尺寸的钢材。

为了研究轧钢过程的影响因素和优化生产工艺，本实验使用计算机模拟软件对轧钢过程进行了模拟实验。

本报告将会介绍实验目的、实验方法、实验结果和讨论、实验结论和实验总结。

一、实验目的1.研究轧钢过程中各个参数的影响，如温度、压力等；2.探讨不同轧制工艺对钢材性能的影响；3.了解轧钢过程中可能出现的问题以及解决方法。

二、实验方法1.选择合适的计算机模拟软件进行实验，如ANSYS等；2.设定实验参数，如钢坯温度、轧制速度、轧制力等；3.进行模拟实验，记录实验数据；4.对实验结果进行分析和讨论。

三、实验结果和讨论在模拟实验中，我们考察了不同温度、轧制速度和轧制力对轧钢过程的影响。

实验结果显示，温度对轧制过程有着重要影响。

较高的温度可以降低轧制力，减小轧制损失和表面缺陷。

然而，高温轧制也容易导致组织松散和形状不完整。

轧制速度的增加可以提高钢材的硬度和强度，但也会增加轧制力。

同时，较高的轧制力也可能引起机械变形和应力集中。

因此，在实际生产中需要综合考虑温度、速度和力度等参数，确保轧制过程的效果和产品质量。

四、实验结论通过模拟实验，我们得出以下结论：1.温度是影响轧制过程的重要参数，可以通过合理调节温度来控制轧制力和产品质量。

2.轧制速度的增加可以提高钢材的硬度和强度，但也会增加轧制力和应力集中。

3.轧制过程中需要综合考虑温度、速度和力度等参数，确保轧制效果和产品质量。

五、实验总结本次实验通过计算机模拟的方法对轧钢过程进行了研究，得到了一些有关轧制参数对产品质量的影响结果。

然而，由于实验条件的限制，实验结果可能存在一定的误差和不确定性。

此外，实验中也没有考虑到其他可能的影响因素，如材料性质和轧制机械设备等。

为了更准确地评估轧制过程和优化生产工艺，需要继续深入研究和实验。

综上所述，本次实验通过计算机模拟方法对轧钢过程进行了研究和分析。

钢锭轧制坯的轧制过程中的板坯变形机理研究

钢锭轧制坯的轧制过程中的板坯变形机理研究钢材是现代工业中最重要的原材料之一，广泛应用于建筑、机械制造、交通运输等各个领域。

而钢锭轧制坯则是制备钢材的重要中间产品。

在钢锭轧制坯的制备过程中，板坯的变形机理对最终产品的质量和性能具有重要的影响。

因此，深入研究钢锭轧制坯的变形机理，对提高钢材的质量和性能具有重要意义。

钢锭轧制坯的制备过程分为多道次的热轧和冷轧工序，其中包括钢锭的预轧、中间轧制和精轧等环节。

在整个轧制过程中，板坯的变形主要分为两种形式：弹性变形和塑性变形。

弹性变形是指板坯在承受外力作用后，在去除外力后能恢复到原始形状的变形形式。

而塑性变形则是指板坯承受外力作用后，除去外力后无法完全恢复到原始形状的变形形式。

在钢锭轧制坯的预轧阶段，板坯首次受到辊系的挤压作用，这时板坯表面形成较大的塑性变形区域。

此处的变形主要是由于压下辊和支撑辊之间的摩擦力，使板坯受到横向和纵向的挤压力。

板坯的塑性变形使得原始结构发生改变，晶粒粗化并且发生取向，同时流动应力作用下晶体沿滑移系统发生滑移。

在钢锭轧制坯的中间轧制和精轧阶段，板坯经历了多道次的轧制，每道次的轧制都使板坯发生一定程度的塑性变形。

在中间轧制中，板坯经历了大变形量和高应力的作用，变形程度会更大。

而在精轧过程中，板坯的变形主要是细化晶粒并消除一些缺陷。

可通过调整轧制工艺参数，如温度、速度等实现板坯的形状控制。

钢锭轧制坯的变形机理可以通过实验和理论模型来研究。

实验方法包括金相分析、显微组织观察等，通过这些实验可以直观地观察和分析板坯的变形形态和结构演变。

通过数学建模和计算机模拟可以研究和预测板坯的变形行为。

这些方法对于揭示板坯变形机理和优化轧制工艺具有重要意义。

总之，钢锭轧制坯的轧制过程中的板坯变形机理的研究对提高钢材的质量和性能具有重要的意义。

通过分析和实验研究，可以了解板坯在不同工序中的变形特征和行为，进一步优化轧制工艺，提高产品的质量和性能。

此外，建立合理的数学模型和计算机模拟方法也可以预测和控制板坯的变形过程，为钢锭轧制坯生产提供科学依据。

H型钢开坯轧制四道次有限元模拟

H型钢开坯轧制四道次有限元模拟
朱国明;吴迪;赵宪明
【期刊名称】《材料与冶金学报》
【年(卷),期】2002(001)003
【摘要】利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对H型钢开坯轧制四道次进行了有限元模拟.详细介绍了有限元模型的建立,材料模型的选择,单元的选择以及网格的划分.得到了各道次轧件的模拟变形结果.对轧件的变形和轧制区内应力场的分布进行了深入的分析,为轧制异型断面型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考.【总页数】4页(P226-228,232)
【作者】朱国明;吴迪;赵宪明
【作者单位】轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,东北大学,辽宁,沈阳,110004;轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,东北大学,辽宁,沈阳,110004;轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,东北大学,辽宁,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TG333.6
【相关文献】
1.H型钢开坯轧制变形过程的有限元模拟分析 [J], 毕科新;孙盛志;陈林
2.重轨开坯轧制中金属质点流动的有限元模拟及分析 [J], 宗伟;高密超;田仲良;陈林;汝静
3.重轨开坯轧制的有限元模拟、优化和应力分析 [J], 陈林;宗伟;田仲良;高密超;汝静
4.H型钢多道次可逆开坯轧制过程的三维热力耦合仿真分析 [J], 朱国明;康永林;陈伟;马光亭
5.H型钢开坯轧制过程金属流动有限元模拟 [J], 罗双庆; 李忠义
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

斜轧孔型工艺H型钢初轧过程模拟仿真分析

斜轧孔型工艺H型钢初轧过程模拟仿真分析张思勋;王慧玉;王中学;朱国明;刘春明【摘要】为优化H型钢产品孔型工艺,提高孔型设计精度,利用有限元软件,对100mm×100 mm规格H型钢产品的初轧孔型进行轧制过程模拟计算,得到各道次轧件在变形过程中的孔型充满度、金属流动性以及应力应变的仿真结果.分析表明:在斜轧孔型初轧过程中,各孔型均未完全充满,K2、K3、K4孔型的闭口腿内侧金属与轧辊有脱离现象发生.K1、K2孔型的楔子部位应变最大,K3、K4孔型在开口翼缘部位金属出现内翻现象.【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2011(010)004【总页数】5页(P296-300)【关键词】型钢;斜轧孔型;模拟仿真【作者】张思勋;王慧玉;王中学;朱国明;刘春明【作者单位】东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;莱芜钢铁集团有限公司,山东莱芜271104;莱芜钢铁集团有限公司,山东莱芜271104;莱芜钢铁集团有限公司,山东莱芜271104;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TG335.6斜轧孔型工艺轧制H型钢产品是目前H型钢生产中较为独特的一种生产方式.采用斜轧孔型不仅降低了轧辊的成本，增加重车次数，还使得多种H型钢规格使用同一类坯料成为可能.斜轧工艺为小规格H型钢产品的产能最大化提供了工艺基础.目前对H型钢孔型工艺的研究主要集中在对称轧制过程的金属流动［1～3］、温度场［4］及万能轧机的模拟计算分析［5］等方面，对于斜轧工艺生产H型钢产品则鲜有报道.由于斜轧工艺是不均匀变形轧制H型钢，其轧制过程属于复杂的多维变形，轧件在轧制过程中的细微变化往往成为孔型工艺优化的决定性因素.同时，随着有限元（Finite Element Method，简称FEM）仿真技术在轧制过程中的广泛应用，为新产品的工艺优化、型钢孔型设计、产品组织性能的预测提供了可能，从而很好地缩短了新产品的研发周期，全面提高了产品质量.而模拟仿真计算水平的提高和各类有限元软件的开发，为轧制工艺的系统化优化创造了条件［6］.现阶段针对H型钢的仿真分析主要集中在大中型，由于生产工艺的特点，大中型H型钢往往采用对称孔型，仿真过程中进行1/4简化;而小型斜轧孔型不存在对称性，仿真分析过程中需要建立全模型.本文以斜轧工艺的初轧孔型为研究基点，对初轧过程前四道次的轧制过程进行系统分析，以期获得轧件在初轧过程中的变形规律与受力分析，为孔型工艺与成品尺寸的精准化确定提供参考依据.图1为斜轧工艺轧制H型钢的初轧四道次孔型.由于采取的是三辊开坯的往复轧制模式，其轧辊辊径均为Φ800 mm.利用三维CAD软件对孔型数据进行处理，建立各孔型的三维图，通过有限元分析软件对各道次的轧件、轧辊进行网格划分，建立起各轧制道次的有限元模型.为使得计算模拟结果的高度仿真，计算过程采用的是全模型建模.物理时间求解设定:（1）满足轧件可全抛出;（2）间隙空冷数值模拟物理时间为10 s.由于轧制道次多，网格畸变大，采用中间道次网格重建的方法:直接提取稳定轧制阶段断面网格节点坐标，替换初始网格的断面坐标，建立新模型，模型重建方法如图2所示［7］.提取箱型孔轧后轧件断面轮廓线，重新建立几何模型，在网格可能出现畸变较大的地方细划网格，对阻尼进行刚度加权，启动小穿透检查［8，9］.同时，由于轧辊和轧件界面上的接触应力很高，采用恒剪切摩擦模型更能提高计算的精度，计算中的恒剪切摩擦因子 m 设定为 0.35［10］.仿真分析过程中，假设轧辊为刚性辊，提取轧辊的表面层进行网格划分.模拟过程中，轧辊采用刚性辊，轧件采用理想弹塑性材料，采用库仑摩擦［10］.所用到的其他基本参数如表1所示.采用自动搜索面对面接触，并定义了轧件与轧辊间的接触对.静摩擦系数设为0.35，动摩擦系数设为 0.32［11］.对初轧各道次稳定轧制阶段的孔型与轧件截图，获得各道次轧件的充满度情况如图3所示.可知，各个孔型在轧制过程中轧件均未完全充满.同时，在K2、K3、K4三道次充满程度可看出，闭口腿内侧金属未受到轧辊的压延，轧件与轧辊有脱离现象发生.以K2孔型为例对脱离现象进行分析:提取轧件在进入K2孔型变形区前后与轧辊逐渐接触与脱离的过程，如图4所示.可以看出，在K2孔型轧制的过程中，首先产生接触的部位为闭口翼缘外侧，然后是闭口翼缘内侧与开口翼缘内侧，开口翼缘外侧;而且整个变形区内部，开、闭口翼缘均未完全充满.特别是后半部变形区的闭口翼缘内侧将会在变形区内部就发生脱离.图5是各道次稳定轧制阶段提取的轧件等效应变云图.在K1孔型轧制过程中，由于受斜轧孔型形状的影响，靠近开口翼缘内侧金属和靠近轧槽楔子部位金属受压缩，强迫变形较大，导致楔子处金属应变最大.从轧件在该孔型所受的等效应变分析，K1部位的楔子主要作用是对坯料金属进行切分并形成腹板的雏形.K2孔型轧制过程变形量最大，原来K1开口翼缘成为K2的闭口翼缘，应变较小.而前道次楔子部位和开口腿内侧接触部位金属的应变较大，促进了腿部形状的生成;在K3、K4轧制过程中，相对于K1、K2有所不同，轧件应变主要集中在腹板部位，开、闭口翼缘部位的金属应变相对于K1、K2两个孔型要更加均匀且有所减小.随着道次的增加，楔子部分逐渐平缓，对金属主要起到压缩延伸的作用.就初轧过程而言，无论是闭口腿还是开口腿，在轧制过程中，腿尖部位金属所产生的应变都很小，这也证明了各个孔型金属没有完全充满的事实.闭口腿金属的应变不大，主要是由于该位置金属是被迫宽展，并未受到轧辊大的压延作用;这也证明了闭口腿内侧金属与轧辊存在脱离现象的真实性.图6是各道次稳定轧制阶段断面节点的金属位移矢量在X－Y方向的分布情况.对K1孔型而言，腹板部位金属受轧辊楔子强迫变形，在被压缩的同时向两侧翼缘流动，另外，开口与闭口翼缘部位金属流动方向不同，开口处翼缘金属向翼缘端部流动，使得开口翼缘增高，而闭口翼缘处金属流动方向相反.由于腹板部位的金属受孔型楔子的影响压缩更大，这样一来两者共同作用形成闭口翼缘.这也是开口翼缘的高度明显高于闭口翼缘的主要原因.对K2来说，在K1孔型作为闭口翼缘部位的金属，在K2成为开口翼缘后，金属流动无论在腹板宽度方面还是翼缘高度方面均产生流动.在X方向，K1开口翼缘部位外侧金属在进入K2成为闭口翼缘后，受到孔型侧壁作用，金属向内侧流动，而内侧金属受到孔型楔子的作用强迫宽展向外侧流动.在Y方向，闭口翼缘金属向翼缘高度负方向流动.这就在斜轧孔型变形区内部断面金属的流动形成“零位移线”，即金属在此位置的实际位移为零.同样，分析K3、K4轧制过程中的矢量图均会发现:腿腰连接部位的金属向腹板宽展方向流动.当到达与孔型侧壁接触的表面时受到限制停止流动;闭口翼缘部位的金属内收较开口翼缘部位的强烈;闭口翼缘部位的金属向腿高负方向流动，而开口翼缘部位的金属流动方向则相反，位移量较小.结合XY平面内部的位移矢量图可以看出，K3、K4孔型在开口翼缘部位的金属出现内翻的现象.运用显式有限元分析软件，对100 mm×100 mm规格H型钢产品的初轧前四道次进行了初轧过程模拟仿真计算，对各道次稳定轧制阶段的孔型充满程度、变形区内部金属的应力应变、金属位移矢量的流动规律进行了分析，获得了斜轧孔型初轧过程轧件的变形特点:（1）各道次孔型金属均未完全充满.闭口腿内侧金属未受到轧辊的压延，闭口腿内侧均出现轧件与轧辊脱离的现象.（2）K1、K2孔型的楔子部位应变最大，K3、K4轧件应变主要集中在腹板部位.在轧制过程中，腿尖部位金属所产生的应变很小.（3）K1孔型腹板部位金属受轧辊楔子强迫变形，在被压缩同时向两侧翼缘流动;K2孔型在Y方向变形区内部断面金属的流动形成“零位移线”;K3、K4孔型在开口翼缘部位金属出现内翻现象.对H型钢生产工艺进行轧制过程的模拟仿真分析，在获得各道次的轧制工艺数据的模拟分析结果的同时，对该规格产品的孔型工艺优化提供有参考价值的信息数据，还对斜轧工艺其他类型产品的轧制过程控制具有借鉴意义.【相关文献】［1］ Xu X D，Wang B X ，Liu X H，et al.Numerical simulation on H － beam rolling force ［J］.Iron Steel，2005，45（7）:56.［2］ Duan M N，Zang Y，Ma G T，etal.The FEM modelof H －beam rolling and its application ［J］.Iron Steel，2006，46（11）:42.［3］ Gao Y， Zang Y.Finite element simulation of section deflection during H －beam roller straightening［J］.JUniv Sci Technol Beijing，2006，28（12）:1157.［4］朱国明，康永林，陈伟，等.H型钢多道次可逆开坯轧制过程的三维热力耦合仿真分析［J］.中国机械工程，2007，18（14）:1747－1751.（Zhu Guom ing，Kang Yonglin，Chen W ei，et al.Thermal mechanically coupled 3Dfinite element analysis in multi－pass reversing breakdown rolling of H －beam［J］.China Mechanical Engineering，2007，18（14）:1747 －1751.）［5］朱国明.大型H型钢轧制过程数值模拟及组织性能研究［D］.北京:北京科技大学，2009.1. （Zhu Guo－m ing.Numerical simulation of rolling process of large scale H－beam steel and study on itsm icrostructure and properties［D］.Beijing:University of Science and Technology Beijing，2009.1.）［6］ Komori K，Koumura K.Simulation of deformation and temperature in muli－pass H －shape rolling［J］.Journal of M aterials Processing Technology，2000，105:24－31. ［7］ Zhu Guoming， Kang Yonglin， Chen W ei.3D thermal mechanical coupled elasto－plastic finite element analysis in the whole rolling process of H －beam ［J］.Materials Science Forum，2008，575:532－538.［8］ Esa Ervasti，U lf Stahlberg.Behaviour of longitudinal surface cracks in the hot rolling of steel slabs［J］.Journal of Materials Processing Technology，1999，94:141－450.［9］ Esa Ervasti， U lf Stahlberg. Transversal cracks and their behaviour in the hot rolling of steel slabs［J］.Journal of M aterials Processing Technology，2000，101:312－321. ［10］朱国明，康永林，陈伟，等.H型钢空冷过程中残余热应力的有限元分析［J］.机械工程材料，2008，32（4）:77－80.（Zhu Guo － m ing，Kang Yong － lin，Chen W ei，et al.Thermalmechanical coupled finite element analysis of thermal residual stress in H －beam’s air cooling［J］.M aterials for Mechanical Engineering，2008，32（4）:77 －80.）［11］ Zhu Guom ing，Lv Chao，Kang Yonglin.Three dimensional prediction of m icrostructure evolution and mechanical properties of hot strips［J］.Advanced Materials Research，2011，291－294:455－464.。

H型钢热连轧过程的金属变形分析

H 型钢热连轧过程的金属变形分析张海龙1，张勤河1，贺庆强21山东大学机械工程学院，济南(250061) 2中国石油大学机电工程学院，东营(257061)E-mail ：adeginors@摘要：本文借助有限元分析软件Abaqus /Explicit 建立了中型H 型钢连轧过程的有限元模型，通过截面控制技术实现了连轧过程的有限元模拟，着重分析了型钢热连轧过程中轧件金属的流动情况和变形规律。

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，并且腹板与翼缘连接处金属变形最为复杂，轧边机轧制时主要对翼缘端部压下，制定规程时候应以万能轧制时为主。

研究为H 型钢的轧制工艺、改进产品质量、合理制定万能压下规程提供了依据和参考。

关键词：H 型钢；连轧；变形分析；数值模拟中图分类号：TG335.41. 引言H 型钢的热轧变形过程非常复杂。

在万能孔型中，翼缘和腹板的变形相互牵制，再加上温度等诸多因素的影响，给H 型钢轧制变形的解析分析造成极大困难[1]。

但随近年来数值模拟技术在金属塑性成形领域的广泛采用，借助数值分析可以对型钢轧制变形过程进行辅助分析[2]。

国内学者对H 型钢的万能轧制过程变形的数值模拟研究也较多，如贺庆强等[3-4]利用ABAQUS/EXPLICT 对H 型钢开坯过程以及粗轧过程进行了热力耦合大变形有限元分析，获得H 型钢热轧过程中轧制力的大小及其分布方式，H 型钢热轧变形过程中金属的流动状况以及轧后尺寸精度。

曹杰[5]等利用Super. form 对H 型钢万能轧制变形过程进行了分析，研究了腹板以及翼缘的变形情况；马光亭等[6]利用ANSYS/LS-DYNA 对H 型钢万能轧制过程进行了变形等宏观参数的有限元分析。

但是多数文章针对的单机架变形分析，对连轧过程中型钢金属变形的研究较少，研究连轧过程金属的变形情况，不仅可以深入分析金属变形规律，对制定规程也具有一定的指导意义。

大规格H型钢开坯轧制变形分析

大规格H型钢开坯轧制变形分析李彬;曹杰;张波;闫军;吴保桥;邢军【摘要】借助有限元分析软件MSC.Marc,对大规格H型钢开坯轧制过程进行有限元模拟,分析轧件的变形特点.结果表明:大规格H型钢开坯轧制时轧件各部位变形不均匀,翼缘与腹板的变形不一致;腹板部位"舌头"的产生是由于轧件各部位延伸不均匀所致,腹板部位较薄导致轧制过程易出现倾斜失稳现象.开发适合大规格H型钢轧制的孔型系统具有重要意义.%With the aid of finite element analysis software MSC.Marc,the process of break-down rolling of large H-beam with profiled billet was simulated,and the deformation characteristics of workpiece were analyzed.The results show that deformation of different parts of workpiece is inhomogeneous during rolling,the deformation of flange and web is inconsistent.The"tongue"in the site of the web is caused by the uneven extension of various parts of the workpiece;and the thinner web site leads to the slope instability in the rolling process.It is significant to develop a proper pass system for large H-beam rolling.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P322-326)【关键词】H型钢;开坯轧制;有限元模拟;变形【作者】李彬;曹杰;张波;闫军;吴保桥;邢军【作者单位】安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243032;马鞍山钢铁股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000;马鞍山钢铁股份有限公司技术中心,安徽马鞍山243000【正文语种】中文【中图分类】TG335.4H型钢因具有截面模数大、抗弯能力强、质量轻等优点被广泛应用于桥梁、厂房、高层建筑、港口、地铁工程、石油化工等领域[1-3]。

钢锭轧制坯的轧制过程中的板坯变形过程分析与模拟方法研究

钢锭轧制坯的轧制过程中的板坯变形过程分析与模拟方法研究一、引言在钢铁行业中，轧制是一个关键的生产工艺，它使钢锭变形成板坯，为后续加工和成品制备提供基础。

板坯的变形过程对产品质量和性能具有重要影响，并直接关系到企业的经济效益。

因此，研究钢锭轧制坯的变形过程分析与模拟方法，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

二、钢锭轧制坯的变形过程分析方法1. 实验分析法实验分析法是最常用的钢锭轧制坯变形过程分析方法之一。

通过构建合理的实验装置和控制参数，可以模拟钢锭轧制的工艺条件和过程，在实际生产中通过测量和观察板坯的变形情况，分析变形机理和变形规律。

该方法具有直观性和可靠性的优点，在实践中得到广泛应用。

2. 数值模拟方法数值模拟方法是近年来发展起来的一种分析钢锭轧制坯变形过程的方法。

通过建立数学模型和计算方法，模拟和预测板坯在轧制过程中的变形行为，分析变形机理和变形规律。

数值模拟方法具有高效、经济、可控性等优点，能够在较短的时间内提供大量的数据和结果，为生产过程的优化和控制提供指导。

三、钢锭轧制坯的变形过程模拟方法研究1. 材料力学模型的建立钢锭轧制坯的变形过程受到材料的物理性质和力学行为的影响。

为了准确模拟钢锭轧制坯的变形过程，需要建立材料力学模型。

常用的材料力学模型包括弹性模型、塑性模型和本构模型等。

根据不同的材料性质和变形行为，选择合适的模型进行建立，提高模拟的准确性和可靠性。

2. 变形行为的数学描述钢锭轧制坯的变形行为可以用数学方程进行描述。

通过分析钢锭的几何形状、初始状态和力学条件，采用适当的数学方程和变形理论，可以建立钢锭轧制坯的变形行为模型。

这些模型可以预测板坯在不同轧制工艺条件下的变形行为和变形规律，为生产过程的控制和优化提供有力支持。

3. 数值计算方法的选择对于钢锭轧制坯的变形过程模拟，需要选择合适的数值计算方法进行求解。

常用的数值计算方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。

这些方法各有优势和适用范围，在具体研究中可以根据需要选择合适的方法进行模拟计算。

H型钢万能轧制变形分析

（a）水平辊轧制力（b）立辊轧制压力
（下转第36页）
·36·
重型机械
2005No.1
处的扭矩，从而增加其应力，同时加剧导套的磨损。
七阶振型（f7E89.643 Hz）为机架的两根立柱左右弯曲摆动，该振动将会增大四个拐角处的弯矩，同时，加剧机架导向部分的磨损。
八阶振型（f8E128.69 Hz）为机架的左右及上下部分前后交叉弯曲摆动，该振动将会增大上下横梁的扭矩，影响模具及液压缸的寿命。
轧边机位于两架万能轧机的中间，机架间距
·24·
重型机械
2005No.1
均为6 m。第一架万能轧机称 UR1，轧边机称 E，第二架万能轧机称 UR2。轧件第一道次依次经过 UR1、E、UR2轧制，往复轧制时轧制顺序为 UR2、E、UR1。轧机布置见图1。为避免单元数太大，模拟缩短了机架间距。
为2m 左右；单元数目取5160~8820个。
形区后，出现金属向高度方向流动，即腹板厚度的反弹增厚现象。腹板厚度的反弹增厚也印证了腹板与翼缘延伸的不一致。若两者的延伸变形较为一致时，相互之间的限制作用较小，反弹增厚程度就很小；若翼缘的延伸大于腹板的延伸，出现翼缘拉腹板的现象，这时，不会出现反弹增厚现象。
图4 UR2-E-UR1轧制过程中腹板厚度变化
不均匀的。不均匀变形发生的部位主要集中在腹
2005No.1
重型机械
·25·
板与翼缘的交界处，等效塑性应变大处的金属受到等效应变小处金属的限制作用，两处的金属存在一定的拉扯作用。从应变的分布情况看，翼缘很大程度上限制了腹板的延伸，而腹板对翼缘的
拉动作用是很小的。因此腹板基本上处于平面应变状态，变形较难，而翼缘具有自由边，变形较容易。万能轧制的孔型形状和变形条件的不同决定了轧件断面必然产生一定的不均匀变形。

H型钢开坯轧辊设计的有限元模拟与试验验证

H型钢开坯轧辊设计的有限元模拟与试验验证
王君珂;刘凯;孙少华;张海生;刘杨
【期刊名称】《中国金属通报》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】H型钢材是一种经济型较高、截面面积调配比较科学、强重比较高的型材,因为其截面类似于英文字母H,所有将其叫做H型钢。

和工字型钢进行比较,其
具有较高的抗弯折水平,且其具有重量较小、施工用时短、节能效果比较显著等优点,所以其能够被运用到所有的行业中,同时H型钢同样是国内最为倡导的型钢类别。

如今,H型钢的制造主要包含焊接与热轧两种,国内钢铁厂H型钢材的制造产线都了国际上科技含量较高的节能型短流程制造技术,制造流程主要包含连铸坯、热送、
热装和连轧等,所有技术应用的机械科学水平均较高,制造线的所有环节均应用先进
的计算机设备展开管控,在我国属于比较先进的范畴。

基于此,本篇文章对H型钢开坯轧辊设计的有限元模拟与试验验证进行研究,以供参考。

【总页数】3页(P166-168)
【作者】王君珂;刘凯;孙少华;张海生;刘杨
【作者单位】唐山中厚板材有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG3
【相关文献】
1.H型钢开坯轧制变形过程的有限元模拟分析
2.花棒根-土复合体直剪试验的有限元数值模拟与验证
3.热轧H型钢开坯过程的粘塑性有限元分析
4.激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究
5.H型钢开坯过程的热力耦合有限元分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

H型钢精轧过程有限元仿真

２００８年１月第４卷第１期系统仿真技术ＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪａｎ．，２００８Ｖｅｌ．４．Ｎｏ．１中图分类号：ＴＧ３３５．４文献标识码：ＡＨ型钢精轧过程有限元仿真张海龙１，张勤河１，贺庆强２，王锋１，李永明１，陈举华１（１．山东大学机械３－＿程学院，济南２５００６１；２．中国石油大学机电工程学院，东营２５７０６１）摘要：热轧Ｈ型钢精轧设备采用连续式布置方式，整个过程中轧件塑性变形量较大，直接采用商用软件进行有限元分析，存在运算量过大、运算时间过长的缺点，并且运算过程会因单元畸变而中止。

故此，采用网格重构的方法对连轧过程进行了分段式有限元模拟，通过对Ｈ２５０Ｘ１２５ｘ６Ｘ９规格Ｈ型钢精轧过程的分析及结果验证，证实了该分析方法的可行性及有效性，为处理类似的金属塑性成形仿真问题提供了有益启示。

关键词：Ｈ型钢；精轧；网格重构；数值模拟Ｈ・・ｂｅａｍＦＥＭＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎＨｏｔ・－ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ－－ＲｏｌｌｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓＺＨＡＮＧＨａｉｌｏｎ９１，ＺＨＡＮＧＱｉｎｈｅｌ，ＨＥＱｉｎｇｑｉａｎ９２，ＷＡＮＧＦｅｎ９１，ＬＩＹｏｎｇｍｉｎ９１，ＣＨＲＥＮＪｕｈｕａｌ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。

ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｅｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ。

Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７０６１。

Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｈｏｔｆｉｎｉｓｈ—ｒｏｌｌｉｎｇｏｆＨ—ｂｅａｍ，ｔｈｅｍｅｔａｌ７Ｓｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌａｙｏｆｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌｓ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈａｄｏｐｔｉｏｎｏｆＦＥＭｓｏｆｔｗａｒｅｃｏｓｔｓｍａｓ－ｓｉｖｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｌｏｎｇＣＰＵｔｉｍｅ，ａｎｄｃｏｕｌｄｂｒｅａｋｂｙｔｈｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｓｈｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｓｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ，ａｂｒｉｃｋｅｌｅｍｅｎｔｒｅ—ｍｅｓｈｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｈｏｔｆｉｎｉｓｈ—ｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｉｎｉｓｈ—ｒｏｌｌｉｎｇｏｆｔｙｐｉｃａｌｔｙｐｅＨ２５０×１２５Ｘ６Ｘ９ｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｎｕ—ｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｅｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｏｒｓｈａｐｅｄｍｅｔａｌｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈ—ｂｅａｍ；ｆｉｎｉｓｈｒｏｌｌｉｎｇ；ｒｅ—ｍｅｓｈｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；１引言近年来，对金属塑性成形如锻造、挤压、平辊轧制等领域的分析已广泛采用数值模拟技术‘１１，国内一些学者对Ｈ型钢的轧制过程也进行了数值模拟分析，如崔振山等…采用有限变形热弹塑性有限元方法分析了Ｈ型钢万能轧制过程，基金项目：山东省科技创新项目（２００３１８２）和高等学校博士点学科专项基金资助项目（２００５０４２２０３２）朱国明等¨１利用ＡＮＳＹＳ／ＬＳＤＹＮＡ对Ｈ型钢矩形坯开坯轧制４道次进行了显式动力学弹塑性有限元模拟，贺庆强等Ｈ１利用ＡＢＡＱｕｓ／ＥｘＰＬＩＣＴ对Ｈ型钢开坯过程的热力耦合以及粗轧过程进行了系统的有限元分析。

H型钢轧制过程多参数耦合模拟与实验研究的开题报告

H型钢轧制过程多参数耦合模拟与实验研究的开题报告开题报告题目：H型钢轧制过程多参数耦合模拟与实验研究一、研究背景H型钢是常用的结构钢材之一，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造、造船等领域。

H型钢的制造主要是通过钢坯经过一系列轧制和成形工艺而成，其中轧制工艺是最核心的工艺之一。

轧制过程中，涉及到多个物理和机械参数同时作用，如温度、变形量、轧辊形状等，这些参数之间相互耦合，会对轧制过程和轧制品质产生重大影响。

因此，研究H型钢轧制过程多参数耦合模拟与实验，对于提高H型钢的生产效率和质量具有重要的意义。

二、研究目的本研究旨在构建H型钢轧制过程的多参数耦合模拟模型，并进行相关实验验证，以分析各个参数之间的相互影响，并探究如何优化轧制工艺条件，提高产品的生产效率和质量。

三、研究内容1. 建立H型钢轧制过程的多参数耦合模拟模型。

包括采集相关数据，建立数学模型，制定轧制工艺条件等。

2. 进行轧制实验，并对实验结果进行分析。

实验中将对不同的轧制参数进行调整，如温度、变形量、轧辊形状等，记录相应工艺参数和产品质量数据。

3. 基于模拟模型和实验数据，进行参数耦合分析。

通过多方位的统计分析，针对不同工艺参数的组合，分析其对H型钢产品质量的影响。

4. 优化轧制工艺条件。

以实验数据和模拟模型为依据，根据H型钢产品的生产效率和质量要求，设计出更优化的轧制工艺条件。

四、研究方法和技术路线1.采集相关数据，建立H型钢轧制过程的多参数耦合模拟模型。

2.轧制实验，记录相应工艺参数和产品质量数据。

3. 基于模拟模型和实验数据，进行参数耦合分析。

4. 优化轧制工艺条件。

五、研究意义1.通过建立多参数耦合模型和实验研究，分析H型钢轧制过程中各个参数的相互作用规律。

2.优化轧制工艺条件，提高H型钢产品的生产效率和质量。

3.为H型钢轧制工艺的优化和发展提供理论指导和实践经验。

六、预期结果1.建立H型钢轧制过程的多参数耦合模拟模型，并进行成功实验验证。