近年来,数值模拟仿真技术以其高效率、低成本的优势在钢铁工业中得到了广泛的应用.国内外许多学者开展了棒线材轧制过程的数值模拟研究工作.受计算机计算速度的影响,应用三维弹塑性有限元方法模拟棒线材连轧的研究中,一般模拟计算的研究对象多为连轧过程的一个环节.由于采用这种方法需要缩短轧辊间距和调整等效换热系数,因此不能获得准确的初始温度场、再现真实的轧制过程.到目前为止,采用三维弹塑性有限元法对棒线材连轧过程真实生产状态的全局模拟尚未见文献报道.该论文的主要工作是为以大型非线性有限元软件MARC为平台,采用三维弹塑性有限元法研究建立棒线材全流程各个环节真实尺寸的热力耦合连轧数学模型,提出采用连轧过程分段计算、通过数据插值映射传递技术将每个分段环节计算结果传递的新思路,并针对分段环节内的连轧过程,提出采用刚性体传动的新方法,在保证计算精度的前提下,大大简化了计算.通过上述思路和方法,编制开发了一系列程序,解决了在当前计算机软硬件条件下模拟棒线材全流程连轧的技术难题.结合辽宁特钢集团棒线材连轧生产实际,应用所开发的程序模拟了304不锈钢从出炉到18道次连轧过程各个环节轧件的温度场,并与实测结果进行了比较,计算结果与试验结果基本吻合,验证了计算结果的准确性,为后续课题的开展奠定了基础.因此,该论文的研究工作具有一定的理论价值和实际意义.
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