铝与不锈钢复合轧制.ppt

我们毕业啦其实是答辩的标题地方304不锈钢与铝轧制复合的工艺及数值模拟答辩人指导老师时间论文绪论研究背景研究方法研究结果论文总结CONTANTS论文绪论1 1复复合合材材料料的的定定义义：：由由两两种种或或两两种种以以上上物物理理和和化化学学性性质质不不同同的的材材料料通通过过复复合合工工艺艺组组合合而而成成的的一一种种多多相固体材料相固体材料金属复合的主要方式：冷轧、热轧、爆炸焊接结合轧制等2 2金属复合的主要机理：金属键理论、再结晶理论、位错理论、扩散理论等3 3论文绪论研究背景研究方法研究结果论文总结研究背景铝铝：：塑性好、密度小、易加工、耐腐蚀、经济实惠不不锈锈钢钢：：耐腐蚀合金、抗氧化性好获获得得更更优优良良的的性性质质的的材材料料：：导热性更好，强度更高，质量更轻TEXTkeyword广泛应用于石油、化工、核能、航天等领域现有市场上已经出现了不锈钢复合材料制成的炊具TEXTkeyword铝与不锈钢复合时需要很大的轧制变形量才能获得良好的结合性能,而增大变形量又会使复合板产生比较严重的加工硬化而影响其后续深加工性能目前利用数值模拟研究复合板轧制的研究还比较少论文绪论研究背景研究方法研究结果论文总结发展发展优势优势发展发展障碍障碍应用应用情况情况研究方法数值模拟/实验运用软件模拟轧制过程将参数用于实际实验，得出实际轧件根据轧制结果选取最佳参数利用ABAQUS￿CAE￿建模论文绪论研究背景研究结果论文总结研究方法参数轧件模型研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结轧件厚度H：20mm轧件长度L：600mm轧件宽度B：100mm铝层H1：10mm不锈钢层H2:10mm参数轧辊模型研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结轧辊模型尺寸：轧辊半径R=400mm、轧辊宽度B=300mm定义材料参数研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结304不锈钢泊松比：0.305304不锈钢的杨氏模量：206Gpa5182铝的泊松比：0.335182铝的杨氏模量：69Gpa￿￿定义接触和分析步研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结在初始步上定义接触，该接触类型选用面与面的接触，选刚性表面为主表面，可变形表面为从表面，摩擦选用库伦摩擦，摩擦系数为0.3。

￿定义边界条件￿￿￿￿划分网格研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结(1)指派单元格类型：本次模拟单元库选择显示动力学，族选择三维应力，指派单元格类型：本次模拟单元库选择显示动力学，族选择三维应力，几何阶次选择线性单元格最终类型为 C3D8R,即为八节点线性六面体单元，减缩积分，沙漏控制积分，沙漏控制2)设置单元格种子：本次模拟的近似全局尺寸设置为0.5￿￿￿￿提交作业研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结下面开始建立工作文档下面开始建立工作文档:这一步之后既可以开始模拟分析，先这一步之后既可以开始模拟分析，先进进行行数数据的输据的输入，之后进行数据检查，并且可以在监视模块中看到整个运行的数据的计算过程接下来就可以在可视化模块中看整个模拟的动态过程了，如图所示：研究结果压下量的影响研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结单元格选取（类型一）选择分析的单元格如下图所示，本图选选择分析的单元格如下图所示，本图选取的的是压下量为取的的是压下量为 10%时的变形图，其时的变形图，其他压下量下，与此图分析一致本次选他压下量下，与此图分析一致本次选择的单元格为平行于轧制方向的择的单元格为平行于轧制方向的复合界面处。

取的单元格为复合界面处取的单元格为 7524，，9115，，11673，，396，，7256 这几个单元这几个单元格进行分析通过本图，可以看到有些格进行分析通过本图，可以看到有些部位的单元格被破坏部位的单元格被破坏五个单元格在压下量为￿30%时的应力、应变变化情况如下图所示:研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结铝和不锈钢轧制数值模拟轧制过程中，单元应力在平行于轧辊轴线方向的分布大致是一致的但是可以轧制过程中，单元应力在平行于轧辊轴线方向的分布大致是一致的但是可以看到不同的单元之间的差异很大，例如看到不同的单元之间的差异很大，例如 7524 和和 11673 单元，也就是说界面不同单元，也就是说界面不同区域的变形和受力情况完全不同在现实轧制过程中，应力较小的位置便是整区域的变形和受力情况完全不同在现实轧制过程中，应力较小的位置便是整个接触面间形成的结合不均匀，甚至不发生结合的位置从应变曲线可知，轧个接触面间形成的结合不均匀，甚至不发生结合的位置从应变曲线可知，轧件中心部位的应变最大所以在变形过程中，中心位置处最易发生撕裂件中心部位的应变最大所以在变形过程中，中心位置处最易发生撕裂￿￿￿￿￿￿￿￿分析研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结单元格选取（类型二）选择分析的单元格位置如下图所示，本次选择单元格为轧制厚度方向，其单元格编号为3301，为铝层在复合层接触面上的单元格；11548，为不锈钢在复合层接触面上的单元格。

压下量为压下量为5%压下量为压下量为10%两单元格应变随时间变化如右图所示：两单元格应变随时间变化如右图所示：研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结压下量为压下量为20%压下量为压下量为30%￿￿￿￿￿￿￿￿分析百分比百分比%5102030应变差值0.10.10.20.7由上面表格数据可知：压下量为30%应变值突然大幅度增大，及可知在此压下量下，两金属层发生了错位或者产生撕裂的情况，较前三种复合效果差在整个变形过程中，应变随压下量的增大的趋势都表现一致研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结不同压下量下两单元格的应力随时间变化曲线研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结￿￿￿￿￿￿￿￿分析由上述图像可知，当压下量为5%时，在轧制过程中，整个曲线的变形趋势一致，但是过程中，曲线变化并不稳定，大约在15s￿时，变形曲线突然有改变的情况，之后也是突然变大突然变小的走向，所以可以认为在此时，结合情况并不理想，有可能有的地方有所结合，有的地方没有完成结合；当变形量为10%和20%时，之间的差值就变得及其小，并且趋势一致，可以认为，在这个变形量下，界面结合情况较好当压下量为30%时，此时的变形过程又变得不稳定。

所以综上所述，在10%，20%时，复合板界面处的结合情况较为理想轧辊转速的影响研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结不同轧辊转速下两单元格的应力、应变随时间变化的曲线：转速为60转/分转速为180转/分转速为120转/分￿￿￿￿￿￿￿￿分析从应力、应变的曲线从应力、应变的曲线可知，三种转速下的可知，三种转速下的应力变化趋势一致，应力变化趋势一致，应变的差值几乎一样，应变的差值几乎一样，即可知转速的影响不即可知转速的影响不大但是在变形过程大但是在变形过程中，当转速为中，当转速为120转转/分时的曲线相对较为分时的曲线相对较为平滑，所以本次实验平滑，所以本次实验选择选择120转转/分实验研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结实验设备实验设备(1)轧机采用实验室用二辊同步轧机,基本参数如下:主电机型号：Y200L2-6 主电机功率:22KW 减速机型号：ZL500速比：21.5 轧制压力：800KN 轧辊直径：Ф180 辊面长度：260mm 轧机开口度：40mm生产厂商：鞍山吉玉轧钢设备有限公司组料组料研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结轧制成品研究背景研究方法研究结果论文绪论论文总结金相图压下量为30%压下量为10%论文总结研究结果研究背景研究方法论文总结ABC论文绪论选择合适的压下量，对轧件的最后质量有很大的影响。

当压下量选择为10%~20%时，轧制复合效果较好，其轧件质量最好，金属间的冶金结合也比较好当轧件进给速度，轧辊直径，轧辊转速对复合界面的结合情况影响极小在冷轧时，随着变形率的增加，304￿不锈钢与5182￿铝的等效应变变化总体趋势一致，由于不锈钢和铝的加工硬化随着轧制力的增加而增大，导致在改变压下率过程中，其延展性能较差，内部又由于此积累了大量的残余应力，易产生撕裂现象，使复合板的复合结果受到影响实际生产过程中，当压下量达到20%时界面的结合强度已经很大，虽然继续提高压下量到30%可以继续提高双金属板的界面应变，但是实际轧制出的复合板上出现大量的裂纹，造成产品有大量的缺陷THANKS。