中厚板矫直模拟与残余应力研究

发布时间：2017-05-28 15:09

  本文关键词：中厚板矫直模拟与残余应力研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,我国钢铁工业发展迅速,中厚板作为重要的钢材产品,应用范围不断扩大,用户对中厚板的质量要求也在不断提高。中厚板重要的质量指标之一是板型问题,因此中厚板轧后一般都要进行强力矫直以提高板型质量。由于中厚板钢种的复杂性以及TMCP技术的广泛使用,对中厚板矫直设定模型提出了更高的要求,强力矫直机在线矫直规程应能适应不同强度级别的钢种以及各种不良的原始曲率以保证矫后板型平直,残余应力最小。 本文以武钢中厚板生产线九辊强力矫直机为研究对象,研究了矫直过程力能参数数学模型,对矫直过程的影响因素特别是轧板残余应力的变化规律进行了深入分析,根据矫直工艺制度的要求,编制了矫直工艺参数计算软件。 通过热模拟实验,应用Origin软件进行非线性回归,建立了如下Q345钢变形抗力数学模型。模型计算值和实测值吻合较好,误差百分数范围在0.01%～6.71%,可见模型精度较高。 在合理假设的基础上,应用Abaqus软件建立了中厚板矫直过程有限元模型,研究了钢板矫直过程中参数的变化规律,包括应力场、应变场、温度场、矫直力变化、平直度、残余应力等,探索压下量、矫直速度、变形温度对残余应力大小和分布的影响。得到轧件残余应力平均值模型为： 本文通过分析研究并从现场实际操作出发,采用Matlab应用软件,编制了中厚板九辊强力矫直工艺参数计算软件,为实现中厚板矫直规程优化创造了条件。
【关键词】：中厚板 辊式矫直机 压下量 有限元 残余应力
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG335.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-16
• 1.1 研究背景、课题来源及研究内容9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 课题来源10-11
• 1.1.3 研究内容11
• 1.2 中厚板辊式矫直机介绍11-12
• 1.2.1 辊式矫直机在生产中的作用11-12
• 1.2.2 辊式矫直机分类12
• 1.3 中厚板矫直的发展概况12-15
• 1.3.1 国外中厚板矫直机的发展12-13
• 1.3.2 国内中厚板矫直机的发展13-14
• 1.3.3 中厚板矫直机的发展方向14
• 1.3.4 中厚板矫直技术的研究概况14-15
• 1.4 矫后残余应力15-16
• 第二章 Q345 矫直过程变形抗力模型及在矫直力计算中的应用16-23
• 2.1 实验过程16
• 2.2 实验结果与分析16-18
• 2.2.1 变形温度与变形速率对变形抗力的影响16-17
• 2.2.2 变形程度对变形抗力的影响17-18
• 2.3 Q345 钢变形抗力数学模型18-19
• 2.4 轧件矫直变形速率的计算19
• 2.5 中厚板中高温矫直数学模型的研究19-23
• 2.5.1 反弯曲率与压下量的关系19-20
• 2.5.2 弹复曲率和残余曲率的计算20
• 2.5.3 塑性层深度和弹塑性弯曲力矩的确定20
• 2.5.4 矫直力计算20-22
• 2.5.5 矫直功率计算22-23
• 第三章 辊式热矫直机矫直原理23-27
• 3.1 辊式矫直机矫直原理23
• 3.2 辊式矫直机压下方案23-24
• 3.3 辊式矫直机压下方案压下量的确定24-27
• 3.3.1 整体倾斜方案压下量的确定25
• 3.3.2 大变形方案压下量的确定25
• 3.3.3 小变形矫直方案压下量的确定25-27
• 第四章 矫直机有限元模型的建立和矫直参数研究27-40
• 4.1 Abaqus软件介绍27
• 4.2 问题描述27
• 4.3 本章主要研究内容27
• 4.4 有限元模型的建立27-31
• 4.4.1 矫直机有限元模型假设27-28
• 4.4.2 绘制部件平面图，，创建部件28
• 4.4.3 定义材料属性28-29
• 4.4.4 部件组装成装配体29
• 4.4.5 设置分析步29
• 4.4.6 定义接触29
• 4.4.7 定义边界条件29-30
• 4.4.8 划分网格30-31
• 4.4.9 求解31
• 4.4.10 结果可视化31
• 4.5 Abaqus模拟结果与分析31-39
• 4.5.1 位移变化32-33
• 4.5.2 应力应变场变化33-35
• 4.5.3 温度场变化35-36
• 4.5.4 矫直力变化36-38
• 4.5.5 矫后平直度38-39
• 4.6 本章小结39-40
• 第五章 矫直机残余应力分布的研究及平均残余应力模型的建立40-52
• 5.1 问题描述40
• 5.2 本章主要研究内容40
• 5.3 矫直过程中及矫直后轧件最大、最小应力40-42
• 5.4 轧件各向残余应力分布42-44
• 5.4.1 纵向残余应力分布42-43
• 5.4.2 横向残余应力分布43-44
• 5.5 轧件表面残余应力分布44-45
• 5.6 压下量对残余应力的影响45-47
• 5.6.1 压下量对轧件厚度方向上纵向应力的影响45-46
• 5.6.2 压下量对残余应力分布的影响46
• 5.6.3 不同压下量对平均残余应力大小的影响46-47
• 5.7 矫直温度对残余应力的影响47-48
• 5.7.1 不同矫直温度对残余应力分布的影响47
• 5.7.2 不同矫直温度对平均残余应力大小的影响47-48
• 5.8 矫直速度对残余应力的影响48-49
• 5.8.1 不同矫直速度对残余应力分布的影响48-49
• 5.8.2 不同矫直速度对平均残余应力大小的影响49
• 5.9 轧件平均残余应力模型的建立49-51
• 5.10 本章小结51-52
• 第六章 中厚板矫直机矫直工艺参数软件设计52-56
• 6.1 引言52
• 6.2 程序结构设计及计算原理52
• 6.3 用户使用说明52-54
• 6.3.1 9RS-calculator软件说明52
• 6.3.2 安装说明52-53
• 6.3.3 9RS-calculator软件使用说明53-54
• 6.4 软件计算例54-56
• 第七章 结论与展望56-58
• 7.1 结论56
• 7.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文61-62
• 致谢62

【引证文献】

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1 李春光;任勇;程晓茹;刘炼;黄福洲;程时;;WDL610D钢变形抗力的研究[J];热加工工艺;2013年08期

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本文编号：402885