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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

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