基于在线感应加热的棒线材无孔型轧制有限元模拟

发布时间：2017-03-25 07:16

  本文关键词：基于在线感应加热的棒线材无孔型轧制有限元模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文是基于Φ6.5mm45钢高速线材实际工业生产线,将传统生产线上的加热炉改造成在线感应加热,以期达到节约能源,减少环境污染的目的。应用有限元模拟软件,建立了感应加热-粗轧过程模型,模拟了感应加热过程温度的变化,和粗轧过程温度、等效应变和轧制力的变化。分析模拟结果,在感应加热前,铸坯芯部到角部的温度是逐步降低的,在感应加热过程中,随着铸坯进入感应线圈,铸坯的温度升高,尤其是边角温度急剧升高,使得铸坯的温度能够达到开轧要求。轧制过程中,铸坯的不同部位温度、等效应变的变化情况差别很大。表层的等效应变最大,温度最低,越靠近芯部,等效应变越小,温度越高。轧制力的大小与开轧温度和压下量有关系,当进入稳态轧制时,轧制力在一定法范围内波动,并且在第5道次有最大的轧制力。进一步分析感应加热-粗轧工艺流程,从950℃开始,每50℃为一个梯度,到1100℃,共四个温度梯度。在不同的表面温度下,轧制温度、等效应变和轧制力各不相同。表面温度在950℃时,轧制力有最大值。表面温度越低,粗轧过程中铸坯断面变形相对均匀,变形更易渗透到铸坯中心位置。对比了均温轧制和非均温轧制,在铸坯开始咬入轧辊时,非均温轧制情况下的等效应变在表层和芯部有最大值,而均温轧制只分布在表层。轧制结束时,非均温轧制情况下,等效应变从表层到芯部依次增加,而均温轧制的等效应变除了芯部有等效应变值略大外,在次表层也存在较大的等效应变,因此,非均温轧制的等效应变分布更加均匀,变形更加均匀。
【关键词】：棒线材 热连轧 感应加热 有限元模拟
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 引言9-11
• 1.2 研究的背景及意义11
• 1.3 研究内容11-12
• 1.4 研究方案及技术路线12-13
• 2 文献综述13-26
• 2.1 棒线材热连轧的现状及发展13-15
• 2.1.1 棒线材的生产现状13
• 2.1.2 棒线材连轧的发展趋势13-15
• 2.2 减量化技术15
• 2.3 连铸坯热直接轧制技术15-17
• 2.4 感应加热理论17-18
• 2.4.1 感应加热技术的现状及发展17
• 2.4.2 感应加热基本原理17-18
• 2.5 非均温轧制18
• 2.6 热轧过程中的热力耦合有限元模拟仿真18-26
• 2.6.1 有限元法概述18-19
• 2.6.2 刚塑性有限元法19-21
• 2.6.3 弹塑性有限元法21-23
• 2.6.4 材料屈服准则23-24
• 2.6.5 本构方程24-26
• 3 高速线材轧制过程数值模拟结果的分析26-48
• 3.1 有限元模型的建立26-32
• 3.1.1 轧制模型建立的基本假设26
• 3.1.2 初始条件及边界条件26-28
• 3.1.3 几何模型的建立28-31
• 3.1.4 本构关系模型31-32
• 3.2 感应加热过程温度分析32-35
• 3.3 轧制力的变化35-36
• 3.4 轧制过程温度的变化36-40
• 3.5 轧制过程等效应变的变化40-44
• 3.6 轧制过程等效应力的变化44-47
• 3.7 本章小结47-48
• 4 基于感应加热表面温度变化的数值模拟48-60
• 4.1 感应加热过程温度的变化48-49
• 4.2 不同表面温度下的轧制力49-51
• 4.3 轧制过程中的温度变化51-52
• 4.4 轧制过程中的等效应变52-57
• 4.5 轧制过程中的等效应力57-59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 非均温轧制的数值模拟60-66
• 5.1 非均温轧制和均温轧制下的轧制力60-61
• 5.2 非均温轧制和均温轧制下的等效应变61-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 结论66-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74-75

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