傳統(tǒng)鐵屑回收一般采用直接投爐、壓塊成型等方法,回收過程中會產(chǎn)生大量污染物。采用固態(tài)回收鐵屑,可以取消金屬回爐液化的過程,減少環(huán)境污染,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。目前我國對鐵屑的固態(tài)回收方面研究較少,不銹鋼與鐵屑的復合理論及實驗數(shù)據(jù)都十分匱乏。為此,本文應用MSC.Marc有限元軟件對不銹鋼鐵屑芯復合軋制過程進行模擬,對比分析了不同軋制條件對復合結(jié)果的影響。本文首先介紹了不銹鋼復合板國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)方法及鐵屑固態(tài)回收現(xiàn)狀,為后續(xù)模擬提供了理論支持。研究了彈塑性有限元法及粉末材料模型,確定了泊松比、彈性模量、屈服強度等相關(guān)參數(shù)。粉末材料在變形過程中由于孔隙的存在,體積不變定律已不再適用,粉末材料的變形遵循質(zhì)量不變條件,因此采用Shima-Oyane本構(gòu)模型作為鐵屑材料屈服準則。采用建立的有限元模型,分析了不同厚度的覆層不銹鋼在軋制過程中軋件寬展、鐵屑相對密度等變化;研究了不同首道次壓下量軋制過程中軋件橫向尺寸,復合厚度比及組元變形量的變化情況等;考察了軋制道次、覆層材料、鐵屑量以及軋輥直徑等對軋制結(jié)果的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)鐵屑采用粉末體結(jié)構(gòu),模擬結(jié)果與實驗結(jié)果更為接近。增大不銹鋼壁厚,增大首道... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 復合板國內(nèi)外研究進展
        1.1.1 實驗研究
        1.1.2 理論研究
    1.2 復合板生產(chǎn)方法
        1.2.1 固-固相復合法
        1.2.2 固-液相復合法
        1.2.3 液-液相復合法
    1.3 有限元商業(yè)軟件的發(fā)展
    1.4 鐵屑固態(tài)回收的研究現(xiàn)狀
    1.5 課題的來源及意義
    1.6 研究內(nèi)容
第2章 彈塑性有限元理論
    2.1 彈塑性本構(gòu)關(guān)系模型
    2.2 彈塑性有限元基本方程
        2.2.1 形函數(shù)矩陣
        2.2.2 幾何矩陣
        2.2.3 彈塑性矩陣
    2.3 粉末成形熱彈塑性問題基本方程
    2.4 隱式靜力學和隱式動力學分析
    2.5 非線性有限元求解流程
    2.6 非線性有限元求解的方法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 粉末材料模型及相關(guān)參數(shù)的確定
    3.1 材料屈服準則
        3.1.1 致密材料的屈服準則
        3.1.2 粉末材料的屈服準則
    3.2 粉末材料的變形與致密化特征
        3.2.1 質(zhì)量不變條件
        3.2.2 粉末材料的致密化
    3.3 粉末材料泊松比
    3.4 粉末材料彈性模量
    3.5 粉末材料屈服強度
        3.5.1 屈服強度與密度的關(guān)系
        3.5.2 鐵屑屈服強度的確定
    3.6 本章小結(jié)
第4章 不銹鋼鐵屑芯復合軋制的數(shù)值模擬
    4.1 不銹鋼鐵屑芯軋制模型的建立
        4.1.1 工藝參數(shù)的確定
        4.1.2 軋制模型的簡化
        4.1.3 幾何模型建立與網(wǎng)格生成
        4.1.4 軋件咬入條件的建立
        4.1.5 邊界條件的確定
        4.1.6 力學條件
    4.2 不銹鋼與鐵屑結(jié)合的判斷
    4.3 模擬結(jié)果分析
        4.3.1 不銹鋼鐵屑芯復合變形
        4.3.2 接觸應力分析
        4.3.3 軋后壁厚分布規(guī)律
        4.3.4 不同軋制模型比較
    4.4 本章小結(jié)
第5章 不銹鋼鐵屑芯復合軋制理論研究
    5.1 不銹鋼壁厚對復合軋制的影響
        5.1.1 不銹鋼壁厚對輪廓尺寸的影響
        5.1.2 不銹鋼壁厚對鐵屑相對密度的影響
        5.1.3 不銹鋼壁厚對接觸法向應力的影響
        5.1.4 不銹鋼壁厚對軋制力的影響
    5.2 首道次壓下量對復合軋制的影響
        5.2.1 首道次壓下量對壁厚的影響
        5.2.2 首道次壓下量對橫向尺寸的影響
        5.2.3 首道次壓下量對復合厚度比的影響
        5.2.4 首道次壓下量對組元變形量的影響
    5.3 軋制道次對復合軋制的影響
    5.4 不同覆層材料軋制對比
    5.5 不同鐵屑量軋制對比
    5.6 軋輥直徑對復合軋制的影響
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：2939071