热轧带钢卷取过程温度与内应力模拟
发布时间：2021-07-01 21:23
高强钢逐渐在建筑、交通、航海等方面取代普碳钢地位,研究高强钢热轧卷取过程中应力的分布和温度分布是判断钢卷卷后是否会出现板形缺陷的重要依据。本课题根据钢卷关于轴对称的特性,考虑钢卷的各向异性,基于弹性力学的基础理论建立力平衡方程、几何方程、物理方程,采用计算增量值代替计算全量值推导出计算钢卷卷取过程中径向位移增量方程组,进而计算出钢卷卷取过程中应力增量。结合板的凸度扩展到计算出三维状态下钢卷卷取过程中应力增量,分析不同相对凸度、凸度指数条件下钢卷卷取结束时径向压应力与周向应力分布;根据不同卸卷理论得出两种卸卷方法,通过两种卸卷后径向压应力与周向应力分布比较出两种方法之间的优劣。考虑温度对钢卷卷取过程中的影响,将温度场的计算与应力的计算结合在一起得到热轧钢卷卷取过程中温度场与应力,得到考虑温度影响后钢卷卷取结束时和卸卷后的应力分布。计算热轧钢卷卷取过程中的温度场根据钢卷逐层卷取的过程,采用三维非稳态圆柱坐标系拉普拉斯方程结合不同边界条件求解得出。为了符合实际卷取情况,考虑了板带在轧制过程中形成的边浪或者中浪板形缺陷以及热轧板带在卷取前边部向空气中散热的影响,将卷取中初始张力与初始温度沿轴向...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
凸度指数不同卷取完成钢卷径向压应力分布
(a) 钢卷相对凸度为 1% (b) 钢卷相对凸度为 2%图 2-7 相对凸度不同卷取完成钢卷径向压应力分布经过前面分析可知，每层钢卷的径向压应力沿轴向分布主要受到凸度指数大小的影响，在凸度指数相同时，张力沿轴向方向上均匀部分的长度占轴向的比例相同，因此每层板的径向压应力沿轴向方向上均匀部分的长度占轴向的比例也相同。此时，相对凸度越大，钢卷轴向边部越薄，力就越容易集中在中部。综上，凸度指数相同时，相对凸度越大逐层钢卷沿轴向均匀部分的径向压应力就越大。根据上面相同凸度指数、不同相对凸度以及相同相对凸度、不同凸度指数这两种情况下卷取完成时逐层板径向压应力分布的分析可以得到：逐层钢卷径向压应力的大小及分布趋势主要受到板厚大小及分布趋势的影响；板厚分布集中，逐层钢卷径向压应力分布也集中；钢卷中间板厚与边部板厚差增大，钢卷中间径向压应力值也随之而增大；两者之间呈正相关影响趋势。相对凸度相同取 1%，凸度指数不同时卷取结束钢卷周向应力分布如图 2-8 所示：平直钢卷卷取时，钢卷沿轴向接触完全周向应力沿轴向分布均匀，没有应力集
(a) 钢卷凸度指数为 6 次 (b) 钢卷凸度指数为 4 次图 2-8 凸度指数不同卷取完成钢卷周向应力分布有凸度的钢卷由于板厚沿板宽方向分布不均匀，卷取的时候钢卷沿轴向接触松紧程度不同，钢板较厚的地方接触紧密，边部较薄的地方接触较松，接触的松紧程度不同直接导致轴向各位置径向应力的不同，径向应力大小影响周向应力大小。前面分析出凸度指数影响钢卷平直部分沿轴向的分布，因此影响钢卷周向应力沿轴向分布的原因是凸度指数的大小。周向应力影响钢卷的周向应变一开始为拉应力的周向应力使得钢卷在卷取的时候有一个周向的变形，也方便卷取的进行。卷取之后径向方向上出现了径向压应力，径向应力作用于钢卷上下表面控制着钢卷的径向变形，周向力与径向力形成力平衡相互影响，相互制约。随着卷取过程的进行内层钢卷上受到的压应力越来越大，径向压缩变形也越来越大。当径向压应力数值大到一定程度的时候，周向应力可以减小为0，甚至为压应力。所以，在卷取完成的钢卷外层周向应力为拉应力，越到内层周向应力越小甚至变为压应力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热成型汽车桥壳用Q460C高强度钢板的开发[J]. 刘伟建,臧淼,安海玉,王云阁,尹绍江. 宽厚板. 2018(05)
[2]海洋工程装备用焊接结构高强钢研究现状及存在问题[J]. 王东坡,利成宁,邸新杰,王佳骥. 鞍钢技术. 2018(05)
[3]老挝南湃水电站高水头外包钢筋混凝土压力钢管施工技术研究[J]. 屈江昆,魏兴存,黄兴. 四川水力发电. 2018(05)
[4]Q690D高强度钢材GTN模型的参数标定和应用[J]. 黄学伟,赵军,郑植,宋亚丽. 工业建筑. 2018(08)
[5]DR9镀锡板板形控制技术研究与应用[J]. 胡建军,文杰,于孟,周保欣,林海海. 中国冶金. 2018(06)
[6]首秦公司管线钢板形控制的研究与实践[J]. 王雪松,李群,王志勇,王锁涛,王坤,张学峰. 中国冶金. 2018(05)
[7]邯钢2 180 mm酸轧机组板形控制研究[J]. 张维召. 轧钢. 2018(01)
[8]卷取温度对高强贝氏体双相钢组织性能的影响[J]. 吴腾,吴润,熊维亮,宋述鹏. 材料热处理学报. 2017(12)
[9]提高薄规格带钢卷取温度控制精度的措施[J]. 秦红波,滕洪宝,陈彤,徐芳. 轧钢. 2017(06)
[10]卷取温度对DR材组织性能的影响[J]. 方圆,吴志国,宋浩,孙超凡,刘伟. 热加工工艺. 2017(21)
博士论文
[1]热轧带钢轧后板形演变规律研究[D]. 邱增帅.北京科技大学 2017
[2]热轧带钢温度建模和数值模拟[D]. 陈水宣.浙江大学 2008
硕士论文
[1]带钢热轧过程高精度温度模型研究[D]. 朱亚平.东北大学 2008
[2]热轧带钢层流冷却过程的建模与仿真研究[D]. 郑会平.东北大学 2008
本文编号：3259891
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
凸度指数不同卷取完成钢卷径向压应力分布
(a) 钢卷相对凸度为 1% (b) 钢卷相对凸度为 2%图 2-7 相对凸度不同卷取完成钢卷径向压应力分布经过前面分析可知，每层钢卷的径向压应力沿轴向分布主要受到凸度指数大小的影响，在凸度指数相同时，张力沿轴向方向上均匀部分的长度占轴向的比例相同，因此每层板的径向压应力沿轴向方向上均匀部分的长度占轴向的比例也相同。此时，相对凸度越大，钢卷轴向边部越薄，力就越容易集中在中部。综上，凸度指数相同时，相对凸度越大逐层钢卷沿轴向均匀部分的径向压应力就越大。根据上面相同凸度指数、不同相对凸度以及相同相对凸度、不同凸度指数这两种情况下卷取完成时逐层板径向压应力分布的分析可以得到：逐层钢卷径向压应力的大小及分布趋势主要受到板厚大小及分布趋势的影响；板厚分布集中，逐层钢卷径向压应力分布也集中；钢卷中间板厚与边部板厚差增大，钢卷中间径向压应力值也随之而增大；两者之间呈正相关影响趋势。相对凸度相同取 1%，凸度指数不同时卷取结束钢卷周向应力分布如图 2-8 所示：平直钢卷卷取时，钢卷沿轴向接触完全周向应力沿轴向分布均匀，没有应力集
(a) 钢卷凸度指数为 6 次 (b) 钢卷凸度指数为 4 次图 2-8 凸度指数不同卷取完成钢卷周向应力分布有凸度的钢卷由于板厚沿板宽方向分布不均匀，卷取的时候钢卷沿轴向接触松紧程度不同，钢板较厚的地方接触紧密，边部较薄的地方接触较松，接触的松紧程度不同直接导致轴向各位置径向应力的不同，径向应力大小影响周向应力大小。前面分析出凸度指数影响钢卷平直部分沿轴向的分布，因此影响钢卷周向应力沿轴向分布的原因是凸度指数的大小。周向应力影响钢卷的周向应变一开始为拉应力的周向应力使得钢卷在卷取的时候有一个周向的变形，也方便卷取的进行。卷取之后径向方向上出现了径向压应力，径向应力作用于钢卷上下表面控制着钢卷的径向变形，周向力与径向力形成力平衡相互影响，相互制约。随着卷取过程的进行内层钢卷上受到的压应力越来越大，径向压缩变形也越来越大。当径向压应力数值大到一定程度的时候，周向应力可以减小为0，甚至为压应力。所以，在卷取完成的钢卷外层周向应力为拉应力，越到内层周向应力越小甚至变为压应力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热成型汽车桥壳用Q460C高强度钢板的开发[J]. 刘伟建,臧淼,安海玉,王云阁,尹绍江. 宽厚板. 2018(05)
[2]海洋工程装备用焊接结构高强钢研究现状及存在问题[J]. 王东坡,利成宁,邸新杰,王佳骥. 鞍钢技术. 2018(05)
[3]老挝南湃水电站高水头外包钢筋混凝土压力钢管施工技术研究[J]. 屈江昆,魏兴存,黄兴. 四川水力发电. 2018(05)
[4]Q690D高强度钢材GTN模型的参数标定和应用[J]. 黄学伟,赵军,郑植,宋亚丽. 工业建筑. 2018(08)
[5]DR9镀锡板板形控制技术研究与应用[J]. 胡建军,文杰,于孟,周保欣,林海海. 中国冶金. 2018(06)
[6]首秦公司管线钢板形控制的研究与实践[J]. 王雪松,李群,王志勇,王锁涛,王坤,张学峰. 中国冶金. 2018(05)
[7]邯钢2 180 mm酸轧机组板形控制研究[J]. 张维召. 轧钢. 2018(01)
[8]卷取温度对高强贝氏体双相钢组织性能的影响[J]. 吴腾,吴润,熊维亮,宋述鹏. 材料热处理学报. 2017(12)
[9]提高薄规格带钢卷取温度控制精度的措施[J]. 秦红波,滕洪宝,陈彤,徐芳. 轧钢. 2017(06)
[10]卷取温度对DR材组织性能的影响[J]. 方圆,吴志国,宋浩,孙超凡,刘伟. 热加工工艺. 2017(21)
博士论文
[1]热轧带钢轧后板形演变规律研究[D]. 邱增帅.北京科技大学 2017
[2]热轧带钢温度建模和数值模拟[D]. 陈水宣.浙江大学 2008
硕士论文
[1]带钢热轧过程高精度温度模型研究[D]. 朱亚平.东北大学 2008
[2]热轧带钢层流冷却过程的建模与仿真研究[D]. 郑会平.东北大学 2008
本文编号：3259891
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