板坯轧制h型钢异型坯过程的有限元模拟和实验研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要板坯轧制H型钢异型坯的有限元模拟和实验研究摘要随着我国经济的持续增长，全国钢材产量逐年增加。钢结构用钢将成为未来，0卜年我国钢铁工业的最大增长点，而H型钢同工字钢相比具有许多优越性，得到了越来越广泛的应用。板坯切分法轧制H型钢大大降低了热轧H型钢的成本，取得了明显的经济效益。为了深入研究H600X300型钢的异型坯轧制过程，采用了有限元模拟和轧制实验两种方法进行研究。本研究中，首先采用了显式有限元软件ANSYS／LS—DYNA，对H600X300型钢的异型坯轧制过程进行了弹塑性有限元模拟。在模拟分析的过程中，几何模型均采用实际尺寸

2、，为提高计算效率，采用了质量放缩的方法，同时应用沙漏控翩技术，减少单元边波浪形状。通过有限元分析，得到了各道次轧件的断面尺寸及变形参数。详细分析了典型道次的应力、应变分布、轧制力曲线及金属流动规律。在有限元模拟的同时，针对H600×300型钢孔型系统，将孔型缩小为实际尺寸的l／6，利用实验轧机轧制铅试样的实验方法，顺利完成了轧制试验，得到实验成品。实验结果表明，板坯切分法轧制型钢的工艺方法是可行的，同时也验证了孔型系统的可靠性。轧制实验的顺利完成为将来的生产提供了可靠的轧制参数，并且为有限元模拟提供了计算策略。}t600X300实验结果和模拟结果吻合的很

3、好，说明模拟结果是可信的。同时证明利用有限元分析软件ANSYS／LSTDYNA可以很好地对复杂断面型钢的轧制过程进行模拟分析，为轧制理论的深入研究提供了一个非常有效的工具。提出了新的超大H型钢轧制方法，并用有限元模拟变形结果来确定最佳孔型设计参数，取得了满意方案。关键词：H型钢：异型坯：板坯；轧制实验：有限元；质量放缩II东北大学硕士学位论文AbstractFEMSimulationandExperimentalResearchonRollingProfiledBilletofH．beamAbs仃actWiththedevelopmentofeconom

4、y，theoutputofsteelsiscontinuallyincreasedinourcountry．Theuseofsteelstructureislikedbymanypersonsinthenearfuture．Compared、撕t11Ishapesteel，H-beamisprovided、VitlImuchcharacteristicandadvantage，Soitisattachedimportancebymanyfactories．Thecut—dividingmethodofslabwillgreatlyreducecostan

5、dbringInJgeeconomicandsocialbenefitsduringtheCORrSeofheatrollingH—beam．Twokindsofmethodsi．e．experimentalrollingandFEMsimulationareusedinprofoundresearchworks．First，thedynamicexplicitelastic—plasticelementmethodsimulationofh600x300profiledbilletroilingprocesswasperformedwiththeFEM

6、softwareANSYS／LS—DYNA．hithesimulation，geometrymodelWasadoptedinactualrollp{issdimensionandmassscalingmethodWaSusedtoimprovethecomputationalefficiencyandhourglassingtechnologywasalsousedtodecreasethewaveofelement-side．DeformationparametersandCROSSdimensionsforeachpasswereobtaineda

7、ndstress，straindistributionandmetalflowinrollingprocessoftypicalpasseswereanalyzedindetail．TheFEMsimulationinreciprocalrollingprocesswasrealizedwi血theANSYS／LS—DYNAsoftware．Meanwhile，therollingexperimentswereperformedintherollingmilloflaboratorywitllleadandtherollpassscaleis1：6acc

8、ordingtotheactualsizeoftheh-beam．Theexpe