钢轨轧制过程的有限元模拟

发布时间：2017-09-03 12:39

  本文关键词：钢轨轧制过程的有限元模拟

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【摘要】：由于国内经济建设的步伐不断加快,目前的铁路交通运输已无法实现人民日益强烈的方便、快捷、安全的出行需求。全面建设高速化、重载化和自动化的具有中国特色的现代化铁路将是我国未来铁路发展的方向。因此本文借助大型有限元模拟软件MSC.Marc,开展钢轨轧制过程限元模拟研究。通过建立60 kg/m钢轨轧制过程的三维热-机耦合弹塑性有限元模型,模拟研究了轧件在BD2机组轧制过程的变形、受力、温度以及应力-应变的变化和分布情况。钢轨轧制过程属于金属高温塑性加工工作,是有关于用料非线性、界限要求非线性以及数学几何非线性的一系列内容。对BD2轧机5个道次轧制过程分别建立模型进行模拟,根据实际生产条件设定边界条件。各道次轧制过程均进行了轧制试验,得到了温度、变形以及轧制力的试验结果。将试验结果与模拟结果做对比,如果两个结果相似程度较高,那么表示构建的非无限元模型的计算精确程度及准确程度都比较好。本文所建立的有限元模型为继续探究轧制经过,借助虚拟模仿的方法以有助于设计研发新产品、改进完善新技术。
【关键词】：有限元模拟 钢轨 轧制变形 分析
【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
• ABSTRACT6-8
• 1. 前言8-11
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内企业研究现状9-11
• 2. 有限元分析基本原理11-17
• 2.1 弹塑性问题的有限元分析11-13
• 2.1.1 屈服准则11-12
• 2.1.2 塑性流动法则12
• 2.1.3 本构关系12-13
• 2.2 接触问题13-14
• 2.2.1 接触体间的接触状态13-14
• 2.2.2 接触问题的描述方法14
• 2.2.3 摩擦模型14
• 2.3 热-力耦合过程有限元分析14-17
• 2.3.1 热平衡方程14-15
• 2.3.2 初始条件、边界条件15-17
• 3. 我国钢轨生产技术现状及鞍钢钢轨工艺概况17-22
• 3.1 我国钢轨生产技术现状17-18
• 3.1.1 炼钢与连铸生产技术17
• 3.1.2 轧制成型及精整技术17-18
• 3.2 我国钢轨生产技术研究与发展方向18-19
• 3.3 鞍钢钢轨生产工艺概况19-22
• 3.3.1 鞍钢钢轨生产厂概况19
• 3.3.2 鞍钢钢轨生产工艺19-20
• 3.3.3 鞍钢钢轨轧制工艺情况20-22
• 4. 钢轨轧制过程的有限元模拟22-40
• 4.1 万能线轧制钢轨变形过程有限元模型的建立22-24
• 4.1.1 有限元模型的基本假设22
• 4.1.2 轧制过程有限元基本模型22-23
• 4.1.3 初始条件、边界条件的设定23-24
• 4.2 BD2轧机轧制过程模拟结果分析与讨论24-40
• 4.2.1 轧制试验24-26
• 4.2.2 模拟结果分析26-40
• 5. 结论40-41
• 参考文献41-44
• 致谢44-45
• 作者简介45-46

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本文编号：785088