HG785D钢低温热变形行为研究及热矫直过程有限元的分析

发布时间：2017-09-04 17:16

  本文关键词：HG785D钢低温热变形行为研究及热矫直过程有限元的分析

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【摘要】：随着中厚板控轧控冷技术(TMCP)的日益成熟，某热轧中厚板厂根据市场需求开发出了HG785D低合金高强钢，该钢种具有良好的低温冲击韧性、低膨胀系数和稳定的弹性模量，，是制造矿山机械、起重机械、船舶、超强钢壳体、压力容器等高强度产品的理想材料。矫直是中厚板生产过程中必不可少的工序，矫直模型的准确与否将直接影响到产品性能和生产成本等。由于目前缺乏钢的低温变形流动应力数据，给矫直工艺优化及力能参数的准确计算带来很大困难。因此，对低合金高强钢HG785D进行低温区热变形行为研究意义重大。本文主要研究内容如下： (1)运用Gleeble-1500热模拟实验机对试样钢种进行单道次压缩试验，分析不同工艺参数对HG785D钢低合金高强钢低温热变形流动应力的影响； (2)利用热模拟实验数据，建立了初始应力、峰值应力、稳态应力、峰值应变与Z参数的数学模型，计算了试验钢低温变形激活能； (3)根据实验钢的流动应力-应变曲线特征，分别建立了低温区加工硬化-动态回复和动态再结晶流变应力模型； (4)根据弹塑性弯曲矫直理论，构建了中厚板热矫直过程的矫直力计算模型； (5)以流动应力模型为基础结合现场实际参数，用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟分析软件对热矫直过程进行了有限元仿真分析。矫直力模拟值与实测值吻合良好。 研究结果可用于预测中厚板矫直机矫直过程中的矫直力，对于中厚板热矫直工艺参数的设定及矫直工艺的优化具有实际指导意义和较高的理论价值。
【关键词】：中厚板 HG785D钢 低温热变形 流动应力 有限元分析
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-19
• 1.1 研究背景、课题来源9-10
• 1.2 国内外矫直机技术发展现状10-13
• 1.2.1 国外矫直机技术发展现状10-12
• 1.2.2 国内中厚板矫直机发展现状12-13
• 1.3 中厚板矫直技术及工艺的研究现状13-15
• 1.4 金属热变形行为的研究现状15-17
• 1.4.1 影响金属流变应力的因素15-16
• 1.4.2 金属流动应力的研究现状16-17
• 1.5 本文研究内容与方法17-19
• 第二章 HG785D 钢低温热变形行为研究19-28
• 2.1 实验材料及方法19-20
• 2.2 实验方案20-21
• 2.3 实验设备简介21-22
• 2.4 实验结果及分析22-23
• 2.5 流动应力模型的建立23-27
• 2.5.1 低温区变形速率、变形温度与峰值应力的关系23-25
• 2.5.2 低温流动应力模型的建立25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 中厚板热矫直过程的解析模型28-38
• 3.1 中厚板矫直理论基础28-33
• 3.1.1 中厚板常见的板型缺陷28-29
• 3.1.2 中厚板辊式矫直机矫直基础原理29-33
• 3.2 中厚板矫直过程的解析模型33-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 辊式矫直机的有限元模型38-50
• 4.1 有限元法的发展及研究方法38-41
• 4.1.1 有限元的发展历程38-39
• 4.1.2 有限元分析的步骤39-41
• 4.2 有限元软件 ANSYS 的介绍41-43
• 4.3 划分网格以及确定边界条件43
• 4.4 有限元单元的选择43-44
• 4.5 矫直过程有限元模型的建立44-45
• 4.6 模型参数的设定45-47
• 4.7 处理接触47
• 4.8 施加载荷以及处理初始条件47-48
• 4.9 求解以及过程控制48-49
• 4.10 后处理49
• 4.11 本章小结49-50
• 第五章 矫直过程有限元模拟结果及分析50-56
• 5.1 矫直力分析50-51
• 5.1.1 矫直力的比较50
• 5.1.2 矫直力的分析50-51
• 5.2 等效应力分析51-53
• 5.3 应力与应变分析53-55
• 5.3.1 矫直过程中以及矫后应力53-54
• 5.3.2 矫直过程中的应变54
• 5.3.3 长度方向的纵向残余应力54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-64
• 附录 1 攻读硕士学位期间所发表的论文64

【参考文献】

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本文编号：792796