軌道車輛用301L不銹鋼冷軋工藝的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-24 14:09
近年來隨著中國(guó)軌道交通事業(yè)的飛速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)軌道車輛的要求越來越高,車體輕量化成為了當(dāng)前軌道車輛的主流趨勢(shì)。301L不銹鋼因其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于車體的主要結(jié)構(gòu)件,但在鋼板的冷軋過程中,常由于冷軋工藝的不完善影響軋制板形。為了研究301L不銹鋼板在不同冷軋工藝下可能出現(xiàn)的板形問題,本課題運(yùn)用大型有限元分析軟件ABAQUS對(duì)301L不銹鋼的冷軋過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)軋機(jī)實(shí)際生產(chǎn)工況、幾何尺寸與材料參數(shù)建立了301L鋼板的冷軋有限元模型,并提交作業(yè)求解計(jì)算。在結(jié)果分析中,利用控制變量的方法,研究各軋制參數(shù)以及ASU調(diào)控參數(shù)對(duì)板形的影響規(guī)律,并結(jié)合板寬厚度方向等效塑性應(yīng)變、板寬軋制方向厚度偏差和殘余應(yīng)力來表征板形質(zhì)量,確定最佳冷軋工藝。分別采用剛性輥模型與彈性輥模型分析計(jì)算了不同軋制參數(shù)對(duì)板形的影響,兩者得出的影響規(guī)律基本一致。彈性輥模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明:前張力取值范圍為105 MPa至145 MPa,隨著前張力的增大,軋制力減小,壓下量減小,當(dāng)前張力為135 MPa時(shí),301L板寬厚度方向等效塑性應(yīng)變,板寬軋制方向厚度偏差和軋后殘余應(yīng)力的分布均勻,曲線分布平穩(wěn);后張力取值范圍為45 ...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 不銹鋼軌道車輛的發(fā)展及應(yīng)用
1.2.1 國(guó)外不銹鋼軌道車輛的發(fā)展與應(yīng)用
1.2.2 國(guó)內(nèi)不銹鋼軌道車輛的發(fā)展與應(yīng)用
1.3 301 L不銹鋼的生產(chǎn)研究現(xiàn)狀
1.3.1 不銹鋼的分類及301L不銹鋼的化學(xué)成分
1.3.2 301 L不銹鋼板的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程
1.3.3 301 L不銹鋼板主要的冷軋工藝參數(shù)
1.4 301 L不銹鋼的板形及其影響因素
1.4.1 301 L不銹鋼板冷軋過程軋機(jī)輥系對(duì)板形的影響
1.4.2 301 L不銹鋼板冷軋過程工藝參數(shù)對(duì)板形的影響
1.5 數(shù)值模擬技術(shù)在軋制領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.6 課題研究目的及意義
1.7 課題研究?jī)?nèi)容
第二章 301L鋼板冷軋數(shù)值模擬的基礎(chǔ)理論
2.1 板材軋制過程數(shù)學(xué)模型
2.2 板材冷軋數(shù)值模擬的摩擦模型
2.3 大變形彈塑性有限元理論
2.4 有限元法簡(jiǎn)介
第三章 301L不銹鋼板的冷軋工藝數(shù)值模擬
3.1 ABAQUS/Explicit有限元軟件簡(jiǎn)介
3.2 301 L鋼板冷軋有限元模型
3.2.1 幾何模型的建立
3.2.2 材料屬性的定義
3.2.3 幾何模型的裝配
3.2.4 分析步的設(shè)置
3.2.5 相互作用的定義
3.2.6 邊界條件及載荷的施加
3.2.7 網(wǎng)格劃分
3.2.8 任務(wù)提交及后處理
3.3 本章小結(jié)
第四章 冷軋參數(shù)及ASU調(diào)控參數(shù)對(duì)301L不銹鋼板形影響分析
4.1 剛性輥冷軋模擬中軋制參數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.1.1 前張力對(duì)板形的影響分析
4.1.2 后張力對(duì)板形的影響分析
4.1.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.1.4 軋制速度對(duì)板形的影響分析
4.2 彈性輥冷軋模擬中軋制參數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.2.1 前張力對(duì)板形的影響分析
4.2.2 后張力對(duì)板形的影響分析
4.2.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.2.4 軋制速度對(duì)板形的影響分析
4.3 軋制參數(shù)對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.1 前張力對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.2 后張力對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.4 軋制速度對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 二十輥軋機(jī)ASU調(diào)控機(jī)構(gòu)控制能力的數(shù)值模擬
4.4.1 ASU控制參數(shù)對(duì)中間凸板形的調(diào)控能力分析
4.4.2 ASU控制參數(shù)對(duì)兩端凸板形的調(diào)控能力分析
4.4.3 ASU控制參數(shù)對(duì)梯度板形的調(diào)控能力分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年先進(jìn)纖維復(fù)合材料研發(fā)熱點(diǎn)回眸[J]. 徐堅(jiān),聶銘歧,王熙大,季俊娜,王亞會(huì),張紅靜. 科技導(dǎo)報(bào). 2019(01)
[2]工程化軟骨幾何形狀對(duì)缺損修復(fù)區(qū)力學(xué)行為的影響[J]. 趙永政,劉海英,張春秋,胡亞輝. 中國(guó)組織工程研究. 2018(16)
[3]301L不銹鋼的塑性變形特征研究[J]. 孫衛(wèi)鵬,欒道成,李京筱,陳寶書,張偉,包帥,孫文文,王正云. 塑性工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]冷軋四輥軋機(jī)彈性變形在線模型[J]. 陳樹宗,彭良貴,王力,張殿華. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[5]二十輥軋機(jī)軋制極薄帶的板形控制[J]. 員征文,任忠凱,肖宏,余超. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[6]測(cè)井-地震-油藏模擬一體化技術(shù)及其在老油田挖潛中的應(yīng)用[J]. 甘利燈,戴曉峰,張昕,李凌高,杜文輝,高銀波,盧明輝. 石油物探. 2016(05)
[7]我國(guó)不銹鋼生產(chǎn)的發(fā)展和展望[J]. 王定武. 冶金管理. 2016(03)
[8]我國(guó)城市低碳交通可持續(xù)發(fā)展探索[J]. 馬冬,尹航,謝瓊,滕琦,郝春曉. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(01)
[9]我國(guó)金屬板帶成形性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)[J]. 李榮鋒,凃應(yīng)宏,祝洪川,薛歡. 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2014(08)
[10]金屬塑性成形中摩擦模型的研究進(jìn)展[J]. 孟麗芬,胡成亮,趙震. 模具工業(yè). 2014(04)
碩士論文
[1]Mg/Al復(fù)合板波紋輥軋制成形數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王躍林.太原理工大學(xué) 2019
[2]301L不銹鋼板冷軋參數(shù)對(duì)板形影響的數(shù)值模擬研究[D]. 馮瑞.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]軌道車輛用301L不銹鋼板材成型性能及組織結(jié)構(gòu)的物理作用機(jī)制[D]. 王乾龍.蘭州理工大學(xué) 2019
[4]爐卷軋制高強(qiáng)板浪紋形成機(jī)理研究[D]. 韓爭(zhēng)攀.安徽工業(yè)大學(xué) 2014
[5]不銹鋼地鐵車輛車體剛度靈敏度分析[D]. 藍(lán)浩倫.大連交通大學(xué) 2011
[6]森吉米爾二十輥軋機(jī)主體三維設(shè)計(jì)及有限元分析[D]. 宋濤濤.燕山大學(xué) 2010
本文編號(hào):3642885
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 不銹鋼軌道車輛的發(fā)展及應(yīng)用
1.2.1 國(guó)外不銹鋼軌道車輛的發(fā)展與應(yīng)用
1.2.2 國(guó)內(nèi)不銹鋼軌道車輛的發(fā)展與應(yīng)用
1.3 301 L不銹鋼的生產(chǎn)研究現(xiàn)狀
1.3.1 不銹鋼的分類及301L不銹鋼的化學(xué)成分
1.3.2 301 L不銹鋼板的生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程
1.3.3 301 L不銹鋼板主要的冷軋工藝參數(shù)
1.4 301 L不銹鋼的板形及其影響因素
1.4.1 301 L不銹鋼板冷軋過程軋機(jī)輥系對(duì)板形的影響
1.4.2 301 L不銹鋼板冷軋過程工藝參數(shù)對(duì)板形的影響
1.5 數(shù)值模擬技術(shù)在軋制領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.6 課題研究目的及意義
1.7 課題研究?jī)?nèi)容
第二章 301L鋼板冷軋數(shù)值模擬的基礎(chǔ)理論
2.1 板材軋制過程數(shù)學(xué)模型
2.2 板材冷軋數(shù)值模擬的摩擦模型
2.3 大變形彈塑性有限元理論
2.4 有限元法簡(jiǎn)介
第三章 301L不銹鋼板的冷軋工藝數(shù)值模擬
3.1 ABAQUS/Explicit有限元軟件簡(jiǎn)介
3.2 301 L鋼板冷軋有限元模型
3.2.1 幾何模型的建立
3.2.2 材料屬性的定義
3.2.3 幾何模型的裝配
3.2.4 分析步的設(shè)置
3.2.5 相互作用的定義
3.2.6 邊界條件及載荷的施加
3.2.7 網(wǎng)格劃分
3.2.8 任務(wù)提交及后處理
3.3 本章小結(jié)
第四章 冷軋參數(shù)及ASU調(diào)控參數(shù)對(duì)301L不銹鋼板形影響分析
4.1 剛性輥冷軋模擬中軋制參數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.1.1 前張力對(duì)板形的影響分析
4.1.2 后張力對(duì)板形的影響分析
4.1.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.1.4 軋制速度對(duì)板形的影響分析
4.2 彈性輥冷軋模擬中軋制參數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.2.1 前張力對(duì)板形的影響分析
4.2.2 后張力對(duì)板形的影響分析
4.2.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形的影響分析
4.2.4 軋制速度對(duì)板形的影響分析
4.3 軋制參數(shù)對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.1 前張力對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.2 后張力對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.3 摩擦系數(shù)對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.3.4 軋制速度對(duì)板形影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 二十輥軋機(jī)ASU調(diào)控機(jī)構(gòu)控制能力的數(shù)值模擬
4.4.1 ASU控制參數(shù)對(duì)中間凸板形的調(diào)控能力分析
4.4.2 ASU控制參數(shù)對(duì)兩端凸板形的調(diào)控能力分析
4.4.3 ASU控制參數(shù)對(duì)梯度板形的調(diào)控能力分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年先進(jìn)纖維復(fù)合材料研發(fā)熱點(diǎn)回眸[J]. 徐堅(jiān),聶銘歧,王熙大,季俊娜,王亞會(huì),張紅靜. 科技導(dǎo)報(bào). 2019(01)
[2]工程化軟骨幾何形狀對(duì)缺損修復(fù)區(qū)力學(xué)行為的影響[J]. 趙永政,劉海英,張春秋,胡亞輝. 中國(guó)組織工程研究. 2018(16)
[3]301L不銹鋼的塑性變形特征研究[J]. 孫衛(wèi)鵬,欒道成,李京筱,陳寶書,張偉,包帥,孫文文,王正云. 塑性工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]冷軋四輥軋機(jī)彈性變形在線模型[J]. 陳樹宗,彭良貴,王力,張殿華. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[5]二十輥軋機(jī)軋制極薄帶的板形控制[J]. 員征文,任忠凱,肖宏,余超. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[6]測(cè)井-地震-油藏模擬一體化技術(shù)及其在老油田挖潛中的應(yīng)用[J]. 甘利燈,戴曉峰,張昕,李凌高,杜文輝,高銀波,盧明輝. 石油物探. 2016(05)
[7]我國(guó)不銹鋼生產(chǎn)的發(fā)展和展望[J]. 王定武. 冶金管理. 2016(03)
[8]我國(guó)城市低碳交通可持續(xù)發(fā)展探索[J]. 馬冬,尹航,謝瓊,滕琦,郝春曉. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(01)
[9]我國(guó)金屬板帶成形性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)[J]. 李榮鋒,凃應(yīng)宏,祝洪川,薛歡. 理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2014(08)
[10]金屬塑性成形中摩擦模型的研究進(jìn)展[J]. 孟麗芬,胡成亮,趙震. 模具工業(yè). 2014(04)
碩士論文
[1]Mg/Al復(fù)合板波紋輥軋制成形數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王躍林.太原理工大學(xué) 2019
[2]301L不銹鋼板冷軋參數(shù)對(duì)板形影響的數(shù)值模擬研究[D]. 馮瑞.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]軌道車輛用301L不銹鋼板材成型性能及組織結(jié)構(gòu)的物理作用機(jī)制[D]. 王乾龍.蘭州理工大學(xué) 2019
[4]爐卷軋制高強(qiáng)板浪紋形成機(jī)理研究[D]. 韓爭(zhēng)攀.安徽工業(yè)大學(xué) 2014
[5]不銹鋼地鐵車輛車體剛度靈敏度分析[D]. 藍(lán)浩倫.大連交通大學(xué) 2011
[6]森吉米爾二十輥軋機(jī)主體三維設(shè)計(jì)及有限元分析[D]. 宋濤濤.燕山大學(xué) 2010
本文編號(hào):3642885
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