基于晶體塑性理論的板帶材粗糙度研究
本文選題:晶體塑性 + 粗糙度。 參考:《燕山大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:隨著汽車板、鍍鋅板、家電板等高附加值產(chǎn)品日益廣泛的應(yīng)用,冷軋帶鋼表面質(zhì)量越來越受到企業(yè)及學(xué)者的重視,F(xiàn)有關(guān)于冷軋帶鋼表面粗糙度的研究主要集中在對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸得出帶鋼表面粗糙度與工藝參數(shù)之間的關(guān)系,該方法所建模型并不具有普適性且不涉及粗糙度變化的根本。為了滿足使用者對(duì)帶鋼的不同的使用要求,更加深入地研究冷軋過程中帶鋼表面粗糙度轉(zhuǎn)印及變化的實(shí)質(zhì),本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,對(duì)帶鋼表面粗糙度與晶粒關(guān)系進(jìn)行了探討,采用晶體塑性理論研究冷軋帶鋼表面粗糙度。本文通過建立Voronoi多晶模型,將晶體塑性本構(gòu)引入到ABAQUS中模擬了冷軋過程中粗糙度的轉(zhuǎn)印及變化,分析了工藝參數(shù)對(duì)軋制過程中粗糙度變化及轉(zhuǎn)印率的影響規(guī)律。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)分析比較了現(xiàn)有的建立多晶模型的方法,其中,基于Voronoi圖的形成過程類似晶粒的形核與長大過程,能更真實(shí)地反映晶粒的外形及內(nèi)部形狀,因此利用Voronoi多面體建立了多晶模型;(2)研究晶體塑性本構(gòu)理論,結(jié)合研究對(duì)象,在確定滑移系參數(shù)、硬化法則、彈性參數(shù)、增量算法及迭代算法的基礎(chǔ)上,編寫ABAQUS用戶子程序,采用晶體塑性本構(gòu)關(guān)系模擬帶鋼表層變形情況;(3)對(duì)比經(jīng)典彈塑性本構(gòu)關(guān)系和晶體塑性本構(gòu)關(guān)系下的模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)基于位錯(cuò)滑移機(jī)制的晶體塑性本構(gòu)變形存在粘塑性拖-拽現(xiàn)象,使得軋輥粗糙凸峰與其在帶鋼表面留下的凹坑不完全貼合;(4)模擬了單粗糙峰下的轉(zhuǎn)印過程,重點(diǎn)研究了壓下量及軋制速度對(duì)粗糙度轉(zhuǎn)印的影響,并分析了帶鋼晶粒大小對(duì)軋后表面粗糙度的影響;建立了軋制模型,研究了壓下量和軋制速度對(duì)粗糙度變化的影響。
[Abstract]:With the increasing application of high value-added products such as automobile sheet, galvanized plate and home appliance plate, the surface quality of cold-rolled strip has been paid more and more attention by enterprises and scholars. The existing research on surface roughness of cold-rolled strip is mainly focused on collecting data from the production site and regressing the data to obtain the relationship between the surface roughness and technological parameters. The model established by this method is not universal and does not involve the fundamental change of roughness. In order to meet the different requirements of the users and to study the essence of surface roughness transfer and change in cold rolling process, this paper is based on the existing research. The relationship between surface roughness and grain size of cold rolled strip was discussed. The surface roughness of cold rolled strip was studied by crystal plasticity theory. In this paper, the Voronoi polycrystalline model is established, and the crystal plastic constitutive model is introduced into Abaqus to simulate the transfer and change of roughness during cold rolling. The influence of process parameters on the change of roughness and transfer rate during rolling is analyzed. The main research contents of this paper are as follows: (1) the existing methods of establishing polycrystalline model are analyzed and compared. The formation process based on Voronoi diagram is similar to the nucleation and growth process of grain, which can more truly reflect the shape and internal shape of grain. Therefore, a polycrystalline model based on Voronoi polyhedron is established to study the constitutive theory of crystal plasticity. Based on the determination of slip system parameters, hardening rules, elastic parameters, incremental algorithms and iterative algorithms, Abaqus user subprograms are compiled. The constitutive relation of crystal plasticity is used to simulate the deformation of steel strip surface layer, and the results are compared with those under the classical elastoplastic constitutive relation and the constitutive relation of crystal plasticity. It is found that there is a viscoplastic tow-pull phenomenon in the crystal plastic constitutive deformation based on the dislocation slip mechanism, which makes the rough convex peak of the roll and the pit left on the surface of the strip not fit completely.) the transfer process under the single rough peak is simulated. The influence of rolling speed and reduction on roughness transfer was studied, and the effect of grain size on surface roughness after rolling was analyzed, and the rolling model was established, and the influence of rolling speed and reduction on roughness was studied.
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TG335.5
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本文編號(hào):1993809
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