基于DEFORM-3D平臺(tái)1Cr13板材熱軋數(shù)值模擬研究.pdf

1、在分析了國(guó)內(nèi)外板材軋制數(shù)值模擬發(fā)展及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)有限元法對(duì)軋制過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，以探求軋制過(guò)程中的規(guī)律，為合理制定工藝參數(shù)，優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。 本論文研究的主要內(nèi)容有： (1)通過(guò)1Cr13高溫拉伸試驗(yàn)研究400℃、500℃、600℃、650℃、700℃溫度點(diǎn)下的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度等基本力學(xué)性能。利用試驗(yàn)得出的400℃、700℃溫度點(diǎn)下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，在DEFORM-3D平臺(tái)上對(duì)其它溫度點(diǎn)進(jìn)行拉

2、伸試驗(yàn)數(shù)值模擬。結(jié)果直觀地顯示了各階段應(yīng)力應(yīng)變分布及試樣的變形過(guò)程，仿真屈服強(qiáng)度、最大抗拉強(qiáng)度等與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值吻合較好，隨著有限元軟件的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬有望成為拉伸試驗(yàn)的另一手段。利用該數(shù)值模型外推得到了900℃、1000℃、1100℃的應(yīng)力應(yīng)變曲線，從而為本構(gòu)模型的建立奠定基礎(chǔ)。為該材料軋制模型的建立提供必要的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，以便熱軋模擬能夠更精確的進(jìn)行。 (2)對(duì)1Cr13材料進(jìn)行熱軋數(shù)值分析，用云圖直觀地反映出軋制各個(gè)階段應(yīng)

3、力應(yīng)變分布情況，并通過(guò)多組試驗(yàn)對(duì)影響軋制壓力的參數(shù)如軋制溫度、軋輥轉(zhuǎn)速、壓下量、軋板厚度進(jìn)行了分析，得到了軋制溫度、軋輥轉(zhuǎn)速、壓下量、軋板厚度對(duì)軋制壓力的影響規(guī)律。 (3)將模擬軋制壓力值與西姆斯熱軋軋制力公式計(jì)算出的理論值進(jìn)行比較，兩者的變化趨勢(shì)一致，但有一定的誤差存在，對(duì)誤差存在的原因進(jìn)行了分析。 (4)通過(guò)對(duì)影響軋板應(yīng)變程度的參數(shù)如：壓下率、寬高比(B/H)、軋制溫度、軋制轉(zhuǎn)速等進(jìn)行研究，得到了軋制應(yīng)變滲透到中心層

4、的臨界值，并分析了壓下率、寬高比(B/H)、軋制溫度、軋制轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)變以及板材側(cè)形的影響規(guī)律。用點(diǎn)跟蹤法對(duì)不同厚度層上的應(yīng)變進(jìn)行跟蹤，分析了在厚度層上應(yīng)變分布規(guī)律。 (5)對(duì)熱軋溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了耦合數(shù)值模擬，分傳送階段、軋制進(jìn)行階段、噴水冷卻階段、返溫階段進(jìn)行熱軋模擬，得到了各個(gè)階段軋板溫度場(chǎng)的分布規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布規(guī)律。研究了典型節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律，分析了耦合應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的變化規(guī)律，與非耦合應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的變化規(guī)律進(jìn)行