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1 H型钢发展综述1

1.1 H型钢的发展简介1

1.1.1 国外H型钢发展状况1

1.1.2 国内H型钢发展状况2

1.2 H型钢分类、特点和应用4

1.2.1 H型钢分类4

1.2.2 H型钢的特点5

1.2.3 H型钢应用领域7

1.3 H型钢轧制技术与轧制理论8

1.3.1 H型钢轧制技术8

1.3.2 H型钢轧制理论12

1.4 H型钢的轧制缺陷15

2 H型钢腹板和翼缘均匀延伸研究19

2.1 概述19

2.2 有限元分析模型的建立20

2.2.1 创建实体模型20

2.2.2 单元的设置21

2.2.3 网格划分23

2.2.4 约束的处理24

2.2.5 热交换边界条件25

2.2.6 摩擦模型的建立25

2.2.7 求解控制25

2.3 腹板和翼缘均匀延伸的影响因素分析26

2.3.1 确定腹板和翼缘压下量的传统方法26

2.3.2 腹板和翼缘的金属流动28

2.4 H型钢均匀延伸轧制实验39

2.4.1 实验内容和实验条件39

2.4.2 实验设备39

2.4.3 轧制实验方案与结果40

3 H型钢端部舌形控制46

3.1 端部形状分析47

3.2 端部应力分析49

3.2.1 整体等效应力分析49

3.2.2 轧制方向应力分析54

3.3 端部应变分析56

3.4 端部金属流动分析61

3.5 端部舌头成因分析64

3.6 H型钢轧制规程的优化模拟65

3.6.1 优化思路设计66

3.6.2 轧制规程的优化与模拟67

3.6.3 优化后的模拟结果68

3.6.4 有限元法准确性验证70

4 H型钢残余应力及应变控制研究73

4.1 残余应力及其危害73

4.1.1 残余应力及其产生形式73

4.1.2 残余应力的危害以及消除73

4.1.3 H型钢残余应力的产生74

4.1.4 H型钢残余应力的研究75

4.2 开坯过程有限模拟元分析76

4.2.1 轧制速度对残余应变的影响77

4.2.2 开坯温度残余应变的影响81

4.2.3 初始晶粒尺寸对残余应变的影响83

4.3 H型钢万能轧制过程残余应力分析86

4.3.1 万能轧制过程模型的建立86

4.3.2 万能轧制过程残余应力分析88

4.4 金相观测结果及分析95

5 H型钢轧制工艺参数对其组织性能的影响97

5.1 有限元模型的建立97

5.1.1 有限元几何模型的建立98

5.1.2 运动边界条件设置98

5.1.3 摩擦边界条件设置99

5.1.4 热边界条件设置100

5.1.5 再结晶模型设置101

5.2 模拟结果分析103

5.2.1 变形程度不同时的模拟结果103

5.2.2 轧制速度不同时的模拟结果109

5.2.3 轧制过程中微观结构的模拟114

5.3 H型钢金相组织分析120

5.3.1 H型钢的实验研究120

5.3.2 实验结果及分析121

5.4 力学性能测试实验127

5.4.1 拉伸试样的制备127

5.4.2 拉伸实验及其数据127

6 H型钢轧后控制冷却129

6.1 控制冷却方法129

6.1.1 控制冷却对H型钢组织与性能的影响129

6.1.2 控制冷却的过程130

6.1.3 控制冷却的几种方式130

6.1.4 控制冷却的应用132

6.2 传热模型分析133

6.2.1 简化模型的假设134

6.2.2 有限元模型建立134

6.3 H型钢轧后自然空冷计算结果139

6.3.1 自然空冷温度场结果及分析139

6.3.2 自然空冷应力场结果及分析141

6.4 H型钢有限元温度场模拟结果及分析144

6.4.1 一号方案结果及分析144

6.4.2 二号方案结果及分析146

6.4.3 三号方案结果及分析148

6.4.4 四号方案结果及分析149

6.5 H型钢有限元应力场模拟结果及分析151

6.5.1 一号方案结果及分析151

6.5.2 二号方案结果及分析152

6.5.3 三号方案结果及分析154

6.5.4 四号方案结果及分析155

6.6 方案对比与总结156

参考文献158