在冷轧过程下XFEM对带钢边部裂纹扩展预测的应用
本文选题:XFEM模型 切入点:最大主应力准则 出处:《机械工程学报》2017年18期 论文类型:期刊论文
【摘要】:在冷轧过程中,带钢边部容易发生裂纹扩展,严重会造成断带事故,所以预测带钢边部裂纹扩展从而避免断带能够提升生产效率以及产品最终质量,因此,预测方法极为重要。本次研究运用扩展有限元(Extended finite element method,XFEM)模型对边部含有预置缺陷的带钢在冷轧过程中裂纹扩展行为进行预测,采用弹塑性有限元模拟和薄板拉伸试验混合技术以及多试样法断裂韧度试验确定最大主应力准则两个参数,并验证了参数的准确性。采用有限元模拟与冷轧试验对比,通过改变轧制参数,证明XFEM模型对边部含有预置缺陷的带钢在冷轧过程中裂纹扩展行为有很好的预测能力。本次研究还模拟分析压下率以及前、后张力对冷轧过程带钢边部裂纹扩展的影响,结果表明前张力影响效果更明显,同时,压下率越大,裂纹张开位移和裂纹扩展越明显。
[Abstract]:In the cold rolling process, the crack growth at the edge of the strip is easy to occur, which will cause the breakage accident seriously. Therefore, the prediction of the crack growth in the edge of the strip can improve the production efficiency and the final quality of the product. The prediction method is very important. In this study, the extended finite element method XFEMEM model is used to predict the crack growth behavior of strip steel with edge defects during cold rolling. Two parameters of maximum principal stress criterion were determined by elastoplastic finite element simulation and thin plate tensile test, and the maximum principal stress criterion was determined by multi-specimen fracture toughness test, and the accuracy of the parameters was verified, and the comparison between finite element simulation and cold rolling test was carried out. By changing the rolling parameters, it is proved that the XFEM model has a good ability to predict the crack growth behavior of strip steel with edge defects during cold rolling. The effect of post-tension on the crack propagation at the edge of the strip during cold rolling is studied. The results show that the effect of the front tension is more obvious, and the crack opening displacement and crack propagation become more obvious with the increase of the reduction rate.
【作者单位】: 华东理工大学机械与动力工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51105143,51675182)
【分类号】:TG335.56
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,本文编号:1647905
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