纵筋板轧制变形规律数值模拟与实验研究

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纵筋板因其一面上有凸筋而具有更高的强度和刚度,广泛应用于建筑、车船集装箱制造等领域。近年来地震频发,纵筋板作为抗震建筑材料进入人们的视野。以特殊孔型轧制的方式生产纵筋板,对于原料减量化和成本减量化都具有重要的意义。本文针对纵筋板轧制工艺中设备参数和工艺参数对成筋率的影响、筋顶形状、带钢头尾异形区形态等关键问题,以有限元模拟计算和实验室轧铅实验为手段开展研究工作:在总结目前关于纵筋板轧制技术研究现状的基础上,指出了在以下方面仍存在进一步研究的空间,包括:形成纵筋过程中的金属流动规律;基底、侧壁、筋顶与轧辊对应部分的摩擦条件对于起筋高度的影响;起筋后筋顶部形状与孔型及轧制参数的关系;起筋时的纵向应力分布;筋部与基板间组织性能差异及缩小差异的办法;起筋带钢头尾形状及异形区的范围、纵筋板翘头的影响因素。采用ABAQUS有限元模拟计算软件,对带孔型平锤头压缩平板的过程进行了模拟计算,研究了平锤头压缩过程中金属流动规律。使用ABAQUS模拟软件对纵筋板轧制过程进行了模拟,通过模拟得到了纵筋板在轧制过程中,筋底压下率对成筋率的影响、b0/b1对成筋率的影响、温度对成筋率的影响、摩擦系数对成筋率的影响,孔型侧壁角度对成筋率的影响,以及板宽对成筋率的影响。使用东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的φ180二辊不可逆式轧机对纵筋板进行了实际轧制实验。通过分析实验后得到的数据,得出了筋底压下率对成筋率的影响、b0/b1对成筋率的影响、摩擦系数对成筋率的影响,以此验证了模拟实验结果的正确性与可靠性。此外,通过观察轧制后的试件的状态,得到了纵筋板在轧制时的金属流动规律。
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