
發布
注冊
/
登錄熱軋模擬
關注創建者:gggggs
gggggs 創建時間:2021-10-23

熱軋模擬的實例教程
在大變形分析中(如熱軋,鍛造,擠壓等)單元均承受過度變形,這將最后導致計算終止。
主要用到了下列特點和能力:
• 三維問題中的網格重劃分
• 復雜問題中接觸技術的使用
• 用戶自定義對稱擴展選項
簡介
熱軋是發生于材料溫度在再結晶溫度之上的金屬成形問題。熱軋問題存在很多種,包含結構形狀軋制,其中型材通過軋輥以達到想要的形狀和截面。
結構鋼是最長使用的熱軋材料,通常結構鋼的形狀包括I型梁,H型梁,T型梁,U型梁和通道。本例子使用I型梁進行網格重劃分計算。
熱軋過程的描述
熱軋過程主要包含兩個階段,非穩態和穩態,熱軋過程的開始和結束是非穩態階段,剩余過程為穩態階段。
在非穩態階段鋼坯與軋輥接觸并填充了軋輥間的間隙,當鋼坯的末端與軋輥接觸分離后,成形過程進入穩態。
熱軋過程的模擬
盡管經常使用瞬態分析來模擬熱軋過程,當動態效應不重要或瞬態分析可能需要額外資源的時候,用靜態分析更好。本例演示了熱軋過程非穩態和穩態階段怎么通過靜態分析模擬的。
靜態分析分兩步,第一步建立軋制模型,第二步模擬熱軋。在第一個載荷步中,鋼坯朝剛性軋輥移動并與其建立接觸,填充軋輥之間的間隙,為了建立軋制過程,鋼坯應該部分填充進軋輥的間隙,這樣當軋輥開始轉動后,它們能通過摩擦力將鋼坯拉入。
在第二個載荷步中,軋輥將鋼坯拉入并最終將方形鋼坯變為I型截面塊。
在本例中,仿真由于網格扭曲在第一個載荷步的末尾終止,此時需要網格重劃分修復扭曲網格,分析以新網格重啟并繼續。
展開 本文主要介紹在abaqus中進行熱軋過程的模擬。
軋制主要有冷軋和熱軋,冷軋的過程與溫度無關。熱軋不但與溫度有關,并且溫度和力的作用相互影響,形成一個完全熱力耦合問題。
Abaqus中對于熱軋進行完全熱力耦合分析主要有以下幾個步驟:
1、建模
對于軋輥,若不考慮其變形情況,可以將其按照解析剛體的方式創建,在考慮其變形的情況,可按照實際情況施加防變形的輪,軋板采用可變形體模擬。
2、材料
材料包括力學部分和熱學部分,主要有導熱系數、比熱容、非彈性熱轉變分數、彈性、塑性、、密度、熱膨脹系數。此處應注意單位制以及塑性中應變應該是塑性應變而不是整體應變。所有參數根據實際是否與溫度有關。本文中設置所有參數均與溫度相關。然后為軋板建立截面,分配截面屬性。
3、裝配
軋輥下邊緣水平切線應低于軋板上平面,以保證機械接觸的發生,也可以在相互作用模塊給定調整值。
4、分析類型
在初始步后選擇溫度-位移動態顯式分析類型,并設置分析時間。同時可以考慮設置質量縮放。指定輸出變量中增加溫度的輸出。
5、相互作用
相互作用主要有兩部分:第一是軋輥外表面與壓板之間的機械接觸,壓板應該選擇上上表面以及運動方向的前端。第二是軋板的對流參數設置,二者采用同一個接觸屬性,接觸屬性應包括切向行為,給定摩擦系數0.1。熱傳導與間隙的關系,如下表。并給定接觸面由于摩擦產生的熱的百分比以及該熱量分配至從面的百分比,本文采用默認值。
此外需要將軋輥進行耦合至質心處,在質心位置對其進行加載。
6、載荷和約束
該模塊主要有兩部分需要定義:
第一,軋輥參考點約束除軸向外的所有自由度,約束軋板下表面Y向自由度,給定軋輥200℃溫度。
第二,給軋板初始溫度800和初始速度500℃。
7、網格劃分并計算
對軋板進行網格劃分并提交計算。
展開 
熱軋模擬的相關專題、標簽、搜索
熱軋模擬的最新內容
方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬11個月前
普通混凝土單軸應力 - 應變關系遵循《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010),方鋼管采用屈服強度560MPa級熱軋重型H型鋼,其應力 - 應變關系依據《鋼結構設計標準》(GB50017-2017)確定。
3、 分析步設置
分析類型設定為靜力 - 通用分析步,設定分析時間長度為 ,同時啟用幾何非線性以考慮結構的大變形效應。
表 4 列出了數值模擬的結果,其中顯示了不同缺陷水平下 FE 極限荷載與實驗極限荷載之間的比率,并進行了比較。試驗結果的復制令人滿意,數值模型能夠成功捕捉觀察到的剛度、極限荷載、一般荷載端部縮短響應和失效模式。圖 17 和 18 分別顯示了 EHS 150 × 75 × 4-SC2 和 EHS 150×75×5-SC1 的測試結果與 FE 結果之間的比較。
用于模具墊板和模座的材料是SAE 1008熱軋低碳鋼。她使用對稱的邊界條件,在40英寸和55英寸模座的一半上分配了500噸的力。
圖2:模具墊板研究結果表明,模具墊板撓度小于模座
模具墊板的底部由底座支撐,底座采用剛性表面來模擬。仿真結果(圖2)顯示,使用40英寸模座時,模具墊板頂部的最大撓度為0.4 mm、底部的最大撓度為0.32 mm,而模座的位移為0.52至0.59 mm。
1 盤形軋制零件結構優化與故障診斷方法分析
1.1 盤形軋制零件結構建模
在實際的盤形軋制零件加工過程中,軋制依據方法的不同分為了熱軋和冷軋:熱軋是一種具有比金屬再結晶更高溫度的軋制方式,其可以優化鋼材料的性能[7,8,9];冷軋指對鋼板毛坯進行軋制的金屬成型工藝,其主要的軋制工序是在室溫下進行的[10,11]。
因此,先利用Dynaform軟件對法蘭盤零件的沖壓成型過程進行數值模擬并記錄相關數據進行研究分析,然后提出一種基于神經網絡與遺傳算法的沖壓成形工藝參數優化方法,最后通過實際的沖壓試驗驗證該尋優方法的可行性。
1 有限元數值模擬
圖1為某企業生產的汽車消聲器連結法蘭盤零件圖,該產品由SPHE熱軋軟鋼板加工制造,板厚為3mm。
3.1大熱輸入焊接熱影響區韌性的改善方法
目前 , 主要采用以下三種方法來提高大熱輸入焊接熱影響區的韌性 , 使其滿足使用性能要求
(1)采用 TMCP 工藝
傳統的鋼板生產工藝為熱軋 , 其強化機制主要為固溶強化 , 因此需要提高碳和其他合金元素含量。
用于模具墊板和模座的材料是SAE 1008熱軋低碳鋼。她使用對稱的邊界條件,在40英寸和55英寸模座的一半上分配了500噸的力。
——《維基百科》
2.軋制分類
軋制按照成形溫度,可以分為熱軋和冷軋,如果軋制時金屬的溫度超過其再結晶溫度,那么這個過程被稱為熱軋,否則稱為冷軋。軋制按照成形工藝,可以分為彎曲軋制、軋制成型、環形軋制和平軋等。
熱軋過程的模擬
盡管經常使用瞬態分析來模擬熱軋過程,當動態效應不重要或瞬態分析可能需要額外資源的時候,用靜態分析更好。本例演示了熱軋過程非穩態和穩態階段怎么通過靜態分析模擬的。
靜態分析分兩步,第一步建立軋制模型,第二步模擬熱軋。
厚板料零件的材料一般采用熱軋碳素鋼板或熱軋低合金高強度鋼板。與冷軋薄板料相比,熱軋厚板料的表面質量差、厚度公差大、材料力學性能不穩定,并且材料的延伸率較低.
2、材料厚度
在成形過程中,板料厚度對彎曲性能有很大的影響,隨著板料厚度增加,回彈現象會逐漸減少,這是因為隨著板料厚度增加,參與塑性變形材料增加,進而彈性回復變形也增加,因此,回彈變小。