本文關(guān)鍵詞：重軌熱軋過程的孔型參數(shù)化設計及優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 重軌 孔型系統(tǒng) 參數(shù)化設計 有限元方法 數(shù)值模擬 孔型優(yōu)化

【摘要】：鋼軌自1767年發(fā)明以來,在經(jīng)濟發(fā)展過程中一直扮演著非常重要的角色。其型面也經(jīng)過了一系列的改進與完善。現(xiàn)在鋼軌在客貨運輸、礦山運輸和起重機軌道運輸?shù)确矫鎽梅浅V泛。目前我國鋼軌型號較多,按照其單重可分為輕軌和重軌,重軌主要應用與客貨鐵路運輸,其內(nèi)在質(zhì)量直接關(guān)系著客貨鐵路運輸?shù)陌踩�。研究在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下如何提高重軌的生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量,具有非常重要的意義。目前關(guān)于重軌的研究逐漸向重軌萬能軋制方向發(fā)展,而對于傳統(tǒng)的孔型軋制法相關(guān)的研究都比較早,應用現(xiàn)代工具進行的分析研究相對較少,軋制過程中重軌的軌高、底寬、腰厚等基本尺寸的控制多是依靠現(xiàn)場生產(chǎn)的經(jīng)驗來進行,相對局限性較大。本文基于VB編制了一套重軌計算機輔助孔型設計系統(tǒng),簡稱重軌-CARD。該系統(tǒng)能夠根據(jù)成品規(guī)格和孔型類別,實現(xiàn)孔型CAD可視化編程,建立了良好的用戶界面和比較完善的孔型參數(shù)數(shù)據(jù)庫.考慮到實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗等因素,該系統(tǒng)具有較強的參數(shù)修改功能,能夠?qū)崿F(xiàn)孔型設計數(shù)據(jù)的即時輸入和即時輸出繪圖。本文選用U71Mn鋼作為重軌材料,利用Gleeble-3500熱力模擬試驗機進行了U71Mn鋼的材料力學性能研究,得到了U71Mn鋼應力-應變曲線。以50kg/m鋼軌的橫列式軋制生產(chǎn)線為研究對象,利用Inventor軟件建立了重軌坯料和各個機架配輥的三維實體模型,通過DEFORM-3D軟件對重軌從開坯到終軋12個道次的軋制全過程進行了有限元分析,針對給定的機組參數(shù)和產(chǎn)品斷面形狀,研究了軋件在孔型軋制時接觸變形狀況,對軋制過程中各個道次的應力場、應變場和軋制力進行了分析。分析了孔型系統(tǒng)的合理性,并對其進行了適當優(yōu)化。本文的研究,對重軌生產(chǎn)中產(chǎn)品性能的預測、軋制規(guī)程的制定和生產(chǎn)工藝的改進具有一定指導作用,對提高重軌的生產(chǎn)效率和重軌成品質(zhì)量具有一定意義。
【關(guān)鍵詞】：重軌 孔型系統(tǒng) 參數(shù)化設計 有限元方法 數(shù)值模擬 孔型優(yōu)化
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG332
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 鋼軌的發(fā)展歷史及概況10-12
• 1.2 現(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)12-14
• 1.2.1 現(xiàn)代鋼軌的分類12
• 1.2.2 生產(chǎn)工藝流程12-13
• 1.2.3 鋼軌的軋制13-14
• 1.3 計算機輔助孔型設計概述14-17
• 1.3.1 計算機輔助孔型設計優(yōu)勢14-15
• 1.3.2 計算機輔助孔型設計技術(shù)類型15-16
• 1.3.3 計算機輔助孔型設計發(fā)展16-17
• 1.4 課題來源及主要研究內(nèi)容17-19
• 1.4.1 課題來源17
• 1.4.2 研究思路及主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 重軌孔型設計基礎及DEFORM仿真概述19-25
• 2.1 孔型系統(tǒng)設計相關(guān)理論19-21
• 2.1.1 總軋制道次的確定19-20
• 2.1.2 各道次變形量的分配20-21
• 2.2 金屬在孔型中的流動和變形計算模型21-23
• 2.2.1 軋輥的平均工作半徑計算21-22
• 2.2.2 孔型的平均高度系數(shù)22
• 2.2.3 孔型軋制的寬展計算公式22-23
• 2.3 DEFORM有限元仿真軟件簡介23-25
• 2.3.1 有限元方法簡介23-24
• 2.3.2 DEFORM-3D簡介24-25
• 第3章 重軌孔型參數(shù)化系統(tǒng)設計25-40
• 3.1 基于VB的重軌-CARD實現(xiàn)方法25-28
• 3.1.1 Visual Basic6.0 與Auto CAD的連接25-27
• 3.1.2 基于VB的重軌-CARD組成27-28
• 3.2 基于VB的重軌-CARD系統(tǒng)構(gòu)建28-39
• 3.2.1 產(chǎn)品要求28-29
• 3.2.2 設備參數(shù)輸入29-30
• 3.2.3 孔型系統(tǒng)的制定30-31
• 3.2.4 精軋孔孔型設計31-35
• 3.2.5 立式孔的設計35-36
• 3.2.6 參數(shù)校核36-39
• 3.2.7 數(shù)據(jù)查詢39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 重軌熱軋模擬及孔型參數(shù)優(yōu)化40-58
• 4.1 材料力學性能研究40-43
• 4.1.1 實驗設備40-41
• 4.1.2 實驗材料41
• 4.1.3 實驗方案41-42
• 4.1.4 實驗結(jié)果42-43
• 4.2 重軌軋制模型的建立43-45
• 4.3 模擬條件的設定45-46
• 4.3.1 網(wǎng)格劃分45
• 4.3.2 模擬控制的設置45-46
• 4.3.3 模擬的注意事項46
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析46-54
• 4.4.1 重軌成形過程分析46-47
• 4.4.2 各軋制道次的應力場分析47-49
• 4.4.3 各軋制道次軋制力分析49-51
• 4.4.4 溫度場分析51-52
• 4.4.5 各軋制道次的應變場分析52-54
• 4.5 孔型參數(shù)優(yōu)化54-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 重軌-CARD系統(tǒng)簡介58-66
• 5.1 系統(tǒng)概述58-59
• 5.2 應用說明59-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果70-71
• 致謝71-72
• 作者簡介72

【參考文獻】

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本文編號：668788