【摘要】：針對已有板形瓢曲浪形缺陷冷軋高強鋼板的淬火過程,應(yīng)用ABAQUS有限元分析平臺及其UMAT二次開發(fā)功能,建立淬火過程溫度-組織-應(yīng)力應(yīng)變多場耦合的有限元仿真模型,研究淬火過程高強鋼板的彈塑性變形行為及其對初始板形瓢曲缺陷的改變。通過熱模擬實驗結(jié)果對該有限元仿真模型進行了驗證,模擬再現(xiàn)了已瓢曲高強鋼板的淬火過程及彈塑性變形,獲得了板形瓢曲浪形在淬火過程中的演變規(guī)律,指出鋼板寬度方向上的溫度梯度以及依先后順序相變所引起的鋼板縱向延伸變形沿寬度方向上分布不均勻,導致原有板形瓢曲浪形發(fā)生改變,甚至可以生成新的瓢曲浪形。定義了描述板形瓢曲浪形改變程度的指標,如浪高變化率、浪寬變化率、浪距變化率,定量揭示橫向溫差、張力等工藝參數(shù)對冷軋高強鋼板淬火過程板形變化的影響規(guī)律。搭建實驗室冷軋鋼板淬火實驗研究系統(tǒng),開展具有單邊浪板形瓢曲缺陷鋼板的淬火實驗,實驗結(jié)果與仿真計算結(jié)果取得定性一致。
【圖文】：

淬火過程第I階段鋼板邊浪浪高增大，主要源于鋼板邊部與中部的熱應(yīng)變差逐漸增大�？倯�(yīng)變差中各應(yīng)變差隨時間的變化如圖5a所示�？梢�，在第I階段，鋼板邊部與中部的相變應(yīng)變差、相變塑性應(yīng)變差及塑性應(yīng)變差均為0，但受熱應(yīng)變寬度方向不均勻分布的影響，鋼板在第I階段邊部與中部的熱應(yīng)變差從0逐漸增至0.0016，同時浪高從圖3淬火過程鋼板表層馬氏體體積分數(shù)變化Fig.3Martensitevolumefractionofsteelstripdur-ingquenchingprocess圖4淬火過程中鋼板邊浪浪高變化Fig.4Changesofedgewaveheightduringquench-ingprocess圖2存在初始邊浪缺陷和存在初始中浪缺陷的模型Fig.2Modelsofsteelsheetwithinitialedgewave(a)andinitialcentralwave(b)0.700.750.800.850.900.951.000.00.20.40.60.81.0StageIII0.818s~endStageII0.773~0.818sStageI0~0.773sMartensitevolumefractionofsteelstripTime/sEdgeregionofstripCentralregionofstrip0.00.51.01.52.02.02.53.03.54.04.55.05.5StageIII0.818s~endStageII0.773~0.818sEdgewaveheight/mmTime/sStageI0~0.773s388

引起的鋼板邊部與中部的應(yīng)變差減小，因此鋼板邊浪浪高在這一過程中減校圖5c為第III階段鋼板表層邊部與中部的應(yīng)變差。可以看出，隨著時間的延長，鋼板表層與邊部的熱應(yīng)變差減小，相變應(yīng)變差增大，縱向相變塑性應(yīng)變差減小，而縱向塑性應(yīng)變差基本不變。在溫度梯度和相變的共同作用下，鋼板邊部與中部的應(yīng)變差先增大后減小，鋼板邊浪浪高先增大后減校從上述圖3~5可知，在淬火過程中由于機械力、熱延伸以及相變分別引起的縱向應(yīng)變相互疊加共同改變了鋼板的原始初應(yīng)變，從而進一步改變了鋼板的瓢曲缺陷，即邊浪的大校圖6所示為鋼板淬火后的厚向位移。進一步分析仿真數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，對于選定的仿真工況條件，淬火完成后鋼板浪高減小，浪高變化率為19.22%；浪距也減小，浪距變化率為1.17%；浪寬同時減小，，浪寬變化率為1.67%。圖6鋼板淬火完成后的厚向位移Fig.6Displacementinthicknessdirectionofsteelstripafterquenching0.00.20.40.60.80.0000.0010.0020.003ThermalstrainPhasetransformationstrainLongitudinalphasetransformationplasticitystrainLongitudinalplasticstrainEdgewaveheightTime/sStraindiferencebetweenedgeandcenter2345Edgewaveheight/mm(a)0.80.91.01.11.2-0.0020.0000.0020.004(c)Time/sStraindiferencebetweenedgeandcenter23456Edgewaveheight/mm0.780.790.800.81-0.006-0.0030.0000.0030.006(b)Time/sStraindiferencebetween
【作者單位】： 北京科技大學機械工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目No.51575040 國家科技支撐計劃項目No.2011BAE13B05資助~~
【分類號】：TG156.34

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本文編號：2552827