超细晶亚稳钢冷轧过程的有限元模拟研究

发布时间：2017-08-23 14:05

  本文关键词：超细晶亚稳钢冷轧过程的有限元模拟研究

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【摘要】：随着汽车行业的迅猛发展,对汽车材料的使用上也有越来越高的要求。超细晶亚稳钢是基于超细晶组织和TRIP效应而开发的一种先进的高强汽车钢,具有优良的综合力学性能。本文基于商业有限元软件DEFORM,建立了超细晶亚稳钢冷轧过程三维四辊有限元模型。文章在DEFORM中建立了超细晶亚稳钢的材料数据库,模拟的不同工艺条件下超细晶亚稳钢冷轧过程。分别讨论了摩擦系数、张力、压下率对超细晶亚稳钢冷轧过程中轧制力的影响,为制定超细晶亚稳钢冷轧工艺提供了一定的依据与参考价值,对实际生产能起到一定的指导作用。通过利用合理的网络化分,建立了有限元模型,在精确的计算的基础上获得通过网格划分导致的板带厚度变化,将厚度公差控制在了20%以内。应用弹塑性有限元方法,利用有限元软件DEFORM模拟了超细晶亚稳钢的轧制过程。得到了轧制过程摩擦系数、前后张力、压下率的对轧制力影响的规律。结果表明:轧制力随着接触摩擦系数的增大而增大,并且是线性趋势变化的;轧制力与前张力几乎呈线性趋势,前张力的变化对轧制力的变化趋势影响不大。在前后张力两个因素上,施加后张力能够明显的降低轧制压力。在前后张力同时变化的过程当中轧制力下降的幅度是最大的;在16.7%到50%的压下率范围内分别选取压下率为16.7%、33.3%、50%进行模拟,通过对比分析,得到轧制压力沿接触弧长的纵向变化趋势。随着压下率的增加,轧制力是呈直线上升的,并且压下率每增加1%,对应的轧制力也会随之增加1MN左右。
【关键词】：超细晶亚稳钢 轧制力 有限元数值模拟 张力
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335.12
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-23
• 1.1 引言9-11
• 1.2 第三代先进汽车用钢研发背景和组织性能特点11-14
• 1.2.1 第三代先进汽车用钢的研发背景11-12
• 1.2.2 第三代先进汽车用钢组织特点12-14
• 1.2.3 第三代先进汽车用钢性能特点14
• 1.3 TRIP效应与残余奥氏体14-15
• 1.4 超细晶亚稳钢的特性15-16
• 1.4.1 超细晶亚稳钢的成分特点15-16
• 1.4.2 超细晶亚稳钢的性能特点16
• 1.5 轧制过程数值模拟研究进展16-20
• 1.5.1 刚塑性有限元法17-18
• 1.5.2 弹塑性有限元法18-20
• 1.5.3 粘塑性有限元法20
• 1.6 有限元软件DEFORM简介20-21
• 1.7 选题的目的和意义21-23
• 1.7.1 选题的目的21
• 1.7.2 选题的意义21-23
• 2. 有限元理论23-34
• 2.1 概述23
• 2.2 刚塑性有限元法23-27
• 2.2.1 刚塑性有限元法基本概述23
• 2.2.2 刚塑性材料的变分原理23-26
• 2.2.3 刚塑性有限元的求解途径26-27
• 2.3 弹塑性有限元法27-33
• 2.3.1 弹塑性有限元法分类27-28
• 2.3.2 大变形弹塑性有限元法介绍28-29
• 2.3.3 材料的屈服准则29-30
• 2.3.4 弹塑性本构关系30-33
• 2.4 接触摩擦33-34
• 2.4.1 接触问题的描述33
• 2.4.2 接触问题的算法33-34
• 3. 基于DEFORM的超细晶亚稳钢板冷轧过程模拟34-40
• 3.1 超细晶亚稳钢材料性能参数34-36
• 3.2 超细晶亚稳钢有限元模型的建立36
• 3.3 网格划分36-37
• 3.4 热传导方程37
• 3.5 变形区的物理表达37-38
• 3.6 边界及初始条件38-39
• 3.6.1 接触和摩擦的定义38
• 3.6.2 约束条件和初始条件38-39
• 3.7 小结39-40
• 4. 超细晶亚稳钢的轧制力的有限元模拟40-49
• 4.1 摩擦系数对超细晶亚稳钢的轧制力的影响40-41
• 4.2 张力对超细晶亚稳钢的轧制力的影响41-46
• 4.2.1 前张力对轧制压力的影响42-43
• 4.2.2 后张力对轧制压力的影响43-44
• 4.2.3 前后张力对轧制压力的影响44-46
• 4.3 压下率对超细晶亚稳钢的轧制力的影响46-47
• 4.4 小结47-49
• 5. 结论和展望49-50
• 5.1 结论49
• 5.2 展望49-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-55
• 作者简介55-56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 方圆;刘雅政;周乐育;宋仁伯;黄全伟;;马氏体体积分数对热轧双相钢形变位错结构和断裂的影响[J];钢铁;2009年08期

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本文编号：725435