寬幅鋁合金厚板角軋變形行為研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-30 13:35
隨著鋁合金材料應(yīng)用越來(lái)越廣泛,鋁合金厚板常規(guī)軋制工藝已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)鋁合金寬厚板日益增長(zhǎng)的規(guī)格及性能需求。雖然角軋工藝能夠在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軋件的寬度,但其相關(guān)研究較少。本文通過(guò)有限元數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,研究了角軋過(guò)程中金屬流動(dòng)、不同厚度處延伸差、寬展、平面形狀及厚度分布等,提出了角軋過(guò)程寬展、平面形狀及厚度分布預(yù)測(cè)模型。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)寬幅鋁合金厚板軋制過(guò)程中金屬在厚度方向的變形不均勻,心部金屬變形不充分,會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能。而蛇形軋制可以改變金屬變形在厚度方向的分布。因此采用有限元數(shù)值模擬方法對(duì)蛇形軋制進(jìn)行研究,得到了不同異速比和軋輥偏移量對(duì)軋件等效塑性應(yīng)變、曲率、輥系受力等的影響規(guī)律。本文取得了如下創(chuàng)新性成果:(1)基于數(shù)值仿真,揭示了寬幅鋁合金厚板兩道次角軋過(guò)程金屬變形分布及流動(dòng)規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)角軋對(duì)于緩解鱷魚(yú)嘴缺陷的積極作用。通過(guò)建立鋁合金厚板角軋過(guò)程三維有限元模型,分析了角軋過(guò)程中軋件運(yùn)動(dòng)情況和軋件不同位置等效塑性應(yīng)變沿厚度方向的分布,并統(tǒng)計(jì)多種軋制條件下金屬流動(dòng)數(shù)據(jù),得到了軋件內(nèi)金屬變形情況隨軋件旋轉(zhuǎn)角度及軋制順序的變化規(guī)律。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了仿真結(jié)果及角軋對(duì)于減少鋁合金厚板軋...
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1角軋過(guò)程示意圖??
圖2-2角軋變形區(qū)金厲流動(dòng)示童圖??軋的寬展量可按下式計(jì)算:??2?=?B2-B?=H-h1A5,iAL./L)?=?(ABJB1)/(AL2/Li)/(/L,)?=?tan??h,?)?=?ABJB?+?Ll/L?+?AB1?AL1/(B?L)^h1)?=?AB2lB,?+L2/Ll+AB2^AL2/(B^L[)B2——第一、第二道次寬展量,mm;??h2?第一、第二道次壓下量,mm;??
板材的成材率。而改善平面形狀,減少切損是提高成材率的重要途徑。從20??世紀(jì)70年代開(kāi)始,各國(guó)學(xué)者開(kāi)始致力于平面形狀的研宄,目前平面形狀控制??的研宄己經(jīng)取得了很多重要成果[15 ̄18],主要研宄如圖2-3所示。??中厚板軋制成形過(guò)程中,軋件的非均勻展寬導(dǎo)致軋制生產(chǎn)出非矩形形狀??的中厚板,造成大量的切頭、切尾及切邊損失。平面形狀的控制目的就是為??了改善軋后板材的平面形狀,使其近似矩形化,進(jìn)而提高成材率,提升企業(yè)??經(jīng)濟(jì)效益。??厚邊展寬乳制法,也稱(chēng)MAS乳制法(MizushimaAutomatic?Plan?View??Pattern?Control?System,即水島平面形狀自動(dòng)控制方法),是由日本川崎制鐵??公司水島厚板廠(chǎng)開(kāi)發(fā)并于1978年開(kāi)始用于生產(chǎn)的一種平面形狀控制技術(shù)。??它通過(guò)控制乳輥輥縫,實(shí)現(xiàn)中間道次的變厚度乳制。采用MAS法后,該廠(chǎng)??的成材率提高了約4.4%[19>2()]。??H合成照相法I??? ̄I成免逋次壓下燉控制??—*軋術(shù)??H?MAS&?| ̄?|異寬軋制法|????中凸軋制法|??—邊正?立輥軋邊法|??——H?¥削法|??——?(分塊法[??—?>?j鑄法?|???如工法j??圖2-3平面形狀研究成果??1984年,川崎制鐵水島厚板廠(chǎng)在精軋機(jī)后設(shè)置了世界首臺(tái)近置式孔型立??輥軋機(jī)(與精乳機(jī)中心間距為3625?mm)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]板帶軋制過(guò)程考慮滑動(dòng)與粘著摩擦的軋制力模型[J]. 李維剛,魯凌云,劉超,劉相華. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(12)
[2]鋁材在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)上的應(yīng)用[J]. 王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2016(11)
[3]3003鋁合金熱軋頭尾缺陷形成過(guò)程仿真及工藝優(yōu)化[J]. 宋勇,陳祿禎,劉海. 塑性工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]AA7050鋁合金板材異徑異步軋制變形的有限元模擬[J]. 黃雙鳳,袁曉征. 熱加工工藝. 2015(23)
[5]2450冷軋鋁合金板形缺陷的展平分析與工藝優(yōu)化[J]. 梁萌,楊海波. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[6]異步軋制搓軋區(qū)幾何參數(shù)[J]. 湯德林,劉相華. 鋼鐵. 2015(04)
[7]鋁合金厚板蛇形軋制溫度場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)性研究[J]. 蔣紹松,吳運(yùn)新,龔海,鄭細(xì)昭,張濤. 熱加工工藝. 2015(03)
[8]龍形軋制工藝參數(shù)對(duì)鋁合金厚板心部剪切變形的影響[J]. 鄭細(xì)昭,吳運(yùn)新,張濤,龔海. 熱加工工藝. 2014(11)
[9]7085鋁合金超厚板熱連軋過(guò)程的宏觀(guān)場(chǎng)分析[J]. 史博,湛利華,許曉龍,王萌. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]鋁合金板材異步軋制翹曲缺陷的有限元數(shù)值分析[J]. 馬存強(qiáng),侯隴剛,張濟(jì)山,莊林忠. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(01)
博士論文
[1]寬幅電工鋼熱軋板形控制研究[D]. 董強(qiáng).北京科技大學(xué) 2016
[2]異步軋制7xxx系鋁合金中厚板形變及翹曲優(yōu)化研究[D]. 馬存強(qiáng).北京科技大學(xué) 2016
[3]高強(qiáng)高韌鋁合金厚板的蛇形軋制研究[D]. 付垚.北京有色金屬研究總院 2011
[4]異步軋制制備超細(xì)晶純鐵及其組織和性能研究[D]. 丁毅.上海交通大學(xué) 2010
[5]高性能7×75系鋁合金厚板加工技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 林高用.中南大學(xué) 2006
[6]三維條元法及其對(duì)熱軋板帶軋制過(guò)程的仿真[D]. 王英睿.燕山大學(xué) 2003
碩士論文
[1]蛇形軋制鋁板曲率及組織和性能研究[D]. 劉杰.中南大學(xué) 2014
[2]7055鋁合金龍型軋制及熱處理研究[D]. 羅偉.中南大學(xué) 2014
[3]龍形軋機(jī)受力分析與計(jì)算及軋板彎曲分析與控制[D]. 鄭細(xì)昭.中南大學(xué) 2014
[4]AA7050鋁合金異步及水平錯(cuò)位非對(duì)稱(chēng)軋制變形的有限元模擬[D]. 李學(xué)文.中南大學(xué) 2013
[5]寬板軋制過(guò)程金屬變形規(guī)律的有限元法研究[D]. 朱濤.燕山大學(xué) 2002
本文編號(hào):3311500
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:139 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1角軋過(guò)程示意圖??
圖2-2角軋變形區(qū)金厲流動(dòng)示童圖??軋的寬展量可按下式計(jì)算:??2?=?B2-B?=H-h1A5,iAL./L)?=?(ABJB1)/(AL2/Li)/(/L,)?=?tan??h,?)?=?ABJB?+?Ll/L?+?AB1?AL1/(B?L)^h1)?=?AB2lB,?+L2/Ll+AB2^AL2/(B^L[)B2——第一、第二道次寬展量,mm;??h2?第一、第二道次壓下量,mm;??
板材的成材率。而改善平面形狀,減少切損是提高成材率的重要途徑。從20??世紀(jì)70年代開(kāi)始,各國(guó)學(xué)者開(kāi)始致力于平面形狀的研宄,目前平面形狀控制??的研宄己經(jīng)取得了很多重要成果[15 ̄18],主要研宄如圖2-3所示。??中厚板軋制成形過(guò)程中,軋件的非均勻展寬導(dǎo)致軋制生產(chǎn)出非矩形形狀??的中厚板,造成大量的切頭、切尾及切邊損失。平面形狀的控制目的就是為??了改善軋后板材的平面形狀,使其近似矩形化,進(jìn)而提高成材率,提升企業(yè)??經(jīng)濟(jì)效益。??厚邊展寬乳制法,也稱(chēng)MAS乳制法(MizushimaAutomatic?Plan?View??Pattern?Control?System,即水島平面形狀自動(dòng)控制方法),是由日本川崎制鐵??公司水島厚板廠(chǎng)開(kāi)發(fā)并于1978年開(kāi)始用于生產(chǎn)的一種平面形狀控制技術(shù)。??它通過(guò)控制乳輥輥縫,實(shí)現(xiàn)中間道次的變厚度乳制。采用MAS法后,該廠(chǎng)??的成材率提高了約4.4%[19>2()]。??H合成照相法I??? ̄I成免逋次壓下燉控制??—*軋術(shù)??H?MAS&?| ̄?|異寬軋制法|????中凸軋制法|??—邊正?立輥軋邊法|??——H?¥削法|??——?(分塊法[??—?>?j鑄法?|???如工法j??圖2-3平面形狀研究成果??1984年,川崎制鐵水島厚板廠(chǎng)在精軋機(jī)后設(shè)置了世界首臺(tái)近置式孔型立??輥軋機(jī)(與精乳機(jī)中心間距為3625?mm)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]板帶軋制過(guò)程考慮滑動(dòng)與粘著摩擦的軋制力模型[J]. 李維剛,魯凌云,劉超,劉相華. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(12)
[2]鋁材在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)上的應(yīng)用[J]. 王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2016(11)
[3]3003鋁合金熱軋頭尾缺陷形成過(guò)程仿真及工藝優(yōu)化[J]. 宋勇,陳祿禎,劉海. 塑性工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]AA7050鋁合金板材異徑異步軋制變形的有限元模擬[J]. 黃雙鳳,袁曉征. 熱加工工藝. 2015(23)
[5]2450冷軋鋁合金板形缺陷的展平分析與工藝優(yōu)化[J]. 梁萌,楊海波. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[6]異步軋制搓軋區(qū)幾何參數(shù)[J]. 湯德林,劉相華. 鋼鐵. 2015(04)
[7]鋁合金厚板蛇形軋制溫度場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)性研究[J]. 蔣紹松,吳運(yùn)新,龔海,鄭細(xì)昭,張濤. 熱加工工藝. 2015(03)
[8]龍形軋制工藝參數(shù)對(duì)鋁合金厚板心部剪切變形的影響[J]. 鄭細(xì)昭,吳運(yùn)新,張濤,龔海. 熱加工工藝. 2014(11)
[9]7085鋁合金超厚板熱連軋過(guò)程的宏觀(guān)場(chǎng)分析[J]. 史博,湛利華,許曉龍,王萌. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]鋁合金板材異步軋制翹曲缺陷的有限元數(shù)值分析[J]. 馬存強(qiáng),侯隴剛,張濟(jì)山,莊林忠. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(01)
博士論文
[1]寬幅電工鋼熱軋板形控制研究[D]. 董強(qiáng).北京科技大學(xué) 2016
[2]異步軋制7xxx系鋁合金中厚板形變及翹曲優(yōu)化研究[D]. 馬存強(qiáng).北京科技大學(xué) 2016
[3]高強(qiáng)高韌鋁合金厚板的蛇形軋制研究[D]. 付垚.北京有色金屬研究總院 2011
[4]異步軋制制備超細(xì)晶純鐵及其組織和性能研究[D]. 丁毅.上海交通大學(xué) 2010
[5]高性能7×75系鋁合金厚板加工技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 林高用.中南大學(xué) 2006
[6]三維條元法及其對(duì)熱軋板帶軋制過(guò)程的仿真[D]. 王英睿.燕山大學(xué) 2003
碩士論文
[1]蛇形軋制鋁板曲率及組織和性能研究[D]. 劉杰.中南大學(xué) 2014
[2]7055鋁合金龍型軋制及熱處理研究[D]. 羅偉.中南大學(xué) 2014
[3]龍形軋機(jī)受力分析與計(jì)算及軋板彎曲分析與控制[D]. 鄭細(xì)昭.中南大學(xué) 2014
[4]AA7050鋁合金異步及水平錯(cuò)位非對(duì)稱(chēng)軋制變形的有限元模擬[D]. 李學(xué)文.中南大學(xué) 2013
[5]寬板軋制過(guò)程金屬變形規(guī)律的有限元法研究[D]. 朱濤.燕山大學(xué) 2002
本文編號(hào):3311500
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