文档介绍：棒材连轧过程有限元仿真及轧辊子蜕杓警工学硕士学位论文硕士研究生:导申请学位级别:学科、专业:师:所在单位:授予学位单位:杨勇孙登月副教授杜风山教授工学硕士机械设计及理论机械工程学院燕山大学国内圜鹌分类号国际图书分类号篢
摘要随着计算机技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,人们对棒材尺寸精度、力学性能、产品质量、生产成本以及开发周期要求的不断提高,应用计算机模拟技术来仿真棒材连轧的全过程,预报产品的可制造性及产品精度已成为钢铁产业增强自身市场竞争力的必需手段。通过此种计算机辅助设计与制造的方法,我们可以获得优化的孔型设计参数、工艺参数和设备参数,指导棒材的生产和设备设计加工,进而减少因试生产造成的浪费,节约能源、节约资源。因此,系统地研究棒材轧制过程中的孔型设计系统、变形规律、温度变化以及金属微观组织的演变,已成为棒材轧制理论中最有发展前景的方向之一。针对上述问题,本文借鉴前人的研究成果,以最小能耗为目标函数,采用动态规划法对孔型系统进行优化设计,同时应用甆软件,开发了棒材轧制孔型计算机辅助设计系统。并根掘实际工艺条件,运用该系统设计出一套孑筒问为了研究棒材轧制过程的微观组织演变规律,本文以中碳钢为研究对象,通过饶D庋顾趸圆牧辖形锢砟D馐匝椋分析钢材热变形奥氏体静态再结晶规律,并建立了微观组织模型。与此同时结合实验所得的组织演变模型,在上二次开发了考虑金属热成型过程组织演变的分析模型,并且根据设计好的孔型参数,建立有限元仿真模型,对棒材连轧的全过程进行模拟,预报了棒材轧制各道次中温度场、变形场及组织场的分布规律,研究各个道次轧件的几何形状及精度。关键词棒材连轧;有限元仿真;计算机辅助孔型设计:物理模拟;微观组织演变;奥氏体静态再结晶
,,琺瑃疌,.瑃.,.瓵,,.瑃.,瓵,瑃琾疭,,瓸瑃琭,,¨
,瑂琾瑀琭,,。,.
第滦髀课题研究的背景线棒材在国民经济发展中起着重要的作用,它广泛地应用于建筑、冶余、机械、电力、煤炭等行业,其中以建筑行业居多。近年来,日新月异的经济发展对更高质量的线棒材产品的需求,促进了线棒材生产的更大发展,具有高质量、高产量、高自动化水平且易操作、回报快的新技术、新设备应运而生。轧制技术的发展,从以往过多的追求产量向着高效的生产高质量、高附加值产品的方向转化。主要体现在以下方面:具有“自由定径”的高精度轧制;对产品表面质量和组织结构的有效控制,以满足性能要求,并且保持质量性能的高度均匀一致性:适应市场的灵活性,能随时更换规格及钢种的工艺能力;产品范围广并且具有开发高附加值产品的技术:以高生产效率和高经济效益为特征的新技术等。今后,轧制技术的发展趋势更将体现在,为了满足生产高质量产品所必须的多学科交叉的系统工程控制方向的发展【】。目前随着计算机技术的迅猛发展、鹿ひ盏牟欢嫌肯旨俺礚理论的同趋成熟,棒材生产技术和产品质量有了很大的改善。但高速发展的社会经济和产品市场的国际竞争化,都迫使钢铁企业在原有生产条件下不断提高其产品质量和缩短开发新产品的周期。在实际生产中,要获得高质量的产品和实现新产品的短周期开发,单单靠传统的控制手段和老式设计方法已经很难完成,必须要从控制模型和设计方法入手,在采用先进设计方法的基础上,提高数学模型的精度和产品质量,缩短产品开发周期,达到增强企业竞争力的目的。而高速计算机和有限元仿真技术的飞速发展『有限元模拟的数值法成为解决该类问题的最有力工具。目前,有限元仿真技术已广泛应用于金属塑性加工的各个领域,并在指导实践生产中取得显著效果。
,使线棒材轧制技术的发展出现了第二次的飞跃——轧型进行神经网络控制阳】。理等方面进行了系统的研究。之后,只本和欧洲等国也进行了这方面的探近年来世界线棒材生产总量有很大的增长,我国线棒材的总产量在钢材总量中的比例超过%,这在世界上也是最高的。中国对线棒材的需求不仅量大并超常高增长,年需求达万吨,,增长%;年达到吨,,增长.%。由于国外主要产钢国家和地区的线棒材已基本没有出口能力,我国如此量大弗超常高增长的需求,只有依靠我国钢铁工业自身的快速发展才艹沟捉饩鑫侍猓拍苈阄夜窬玫目焖僭长的需要【。近代轧制新技术的不断涌现,如控轧控冷技术、低温精轧、无头轧制制向着高效化的方向迈进。在变形机理方面,有利用解析法研究线棒材热连轧时的孔型精度及轧制力计算的实例:也有通过考虑奥氏体再结晶变化,采用现代化的能量法及传统的ǘ栽屏屑扑愕谋ǖ馈M保神经网络方法也应用到线棒材轧制中,对轧制中的椭圆一圆孔型宽展模自从第二次世界大战期间全焊接型船舶发生脆性断裂事故以来,钢的低温韧性受到了高度重视,从而诞生了可控制轧制原始工艺。年代,英国钢铁研究人员对钢的显微组织与机械性能之问的定