無縫鋼管減徑過程的有限元虛擬仿真集成系統(tǒng)

1 緒論
　1.1 研究背景及問題的提出
　　1.1.1 研究背景
　　1.1.2 問題的提出
　1.2 國(guó)內(nèi)外主要研究狀況及綜合評(píng)述
　　1.2.1 鋼管張力減徑原理研究現(xiàn)狀
　　1.2.2 鋼管張力減徑有限元法研究現(xiàn)狀
　　1.2.3 熱力耦合分析研究進(jìn)展
　　1.2.4 熱變形過程微觀組織預(yù)報(bào)模型的研究現(xiàn)狀
　　1.2.5 綜合評(píng)述
　1.3 研究意義和研究?jī)?nèi)容
　　1.3.1 研究意義
　　1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容
　參考文獻(xiàn)
2 虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)的基本理論
　2.1 剛塑性有限元基本方程
　　2.1.1 基本假設(shè)
　　2.1.2 剛塑性力學(xué)基本方程
　2.2 軋制過程中的熱傳導(dǎo)方程及其定解條件
　　2.2.1 熱傳導(dǎo)方程
　　2.2.2 初始條件和邊界條件
　　2.2.3 軋制過程變形和傳熱問題的變分原理
　2.3 三維剛塑性有限元求解列式
　　2.3.1 三維八節(jié)點(diǎn)六面體等參元
　　2.3.2 單元應(yīng)變速率矩陣
　　2.3.3 單元?jiǎng)偠确匠獭　?br />　　2.3.4 線性化處理
　2.4 導(dǎo)熱問題的三維有限元求解列式
　　2.4.1 單元?jiǎng)澐趾蜏囟葓?chǎng)的離散
　　2.4.2 非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的單元變分計(jì)算
　　2.4.3 傳熱問題有限元法的總體合成
　　2.4.4 非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)求解的時(shí)間差分格式
　2.5 熱力耦合迭代法
　參考文獻(xiàn)
3 無縫鋼管虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)處理
　3.1 剛塑性有限元初始速度場(chǎng)的自動(dòng)生成
　3.2 剛塑性區(qū)的處理
　3.3 軋輥孔型曲面形狀的幾何描述
　3.4 無縫鋼管減徑變形過程的描述
　3.5 軋制區(qū)邊界條件的動(dòng)態(tài)處理
　　3.5.1 無縫鋼管節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)迭代更新
　　3.5.2 接觸狀態(tài)的判斷及接觸節(jié)點(diǎn)位置的修正
　　3.5.3 接觸節(jié)點(diǎn)脫離接觸的判斷
　　3.5.4 接觸節(jié)點(diǎn)速度約束條件的施加
　3.6 曲面摩擦條件的處理
　3.7 約束邊界條件的處理
　　3.7.1 直邊界約束條件的處理
　　3.7.2 斜邊界約束條件的處理
　3.8 收斂性研究
　　3.8.1 減速因子的確定
　　3.8.2 收斂準(zhǔn)則
　參考文獻(xiàn)
4 無縫鋼管減徑熱力耦合模型的建立和邊界條件處理
　4.1 無縫鋼管減徑熱力耦合模型的建立
　4.2 無縫鋼管減徑熱力耦合模型張力系數(shù)的確定
　　4.2.1 平均張力系數(shù)的確定
　　4.2.2 張力系數(shù)在連軋機(jī)上的分布
　4.3 無縫鋼管軋制有限元模型的建立
　　4.3.1 軋制變形區(qū)有限元模型
　　4.3.2 傳熱區(qū)有限元模型
　4.4 無縫鋼管張力減徑傳熱邊界的處理
　　4.4.1 無縫鋼管與軋輥接觸傳熱邊界
　　4.4.2 空冷及輻射換熱邊界
　4.5 接觸摩擦
　參考文獻(xiàn)
5 無縫鋼管減徑過程奧氏體組織演變模型
　5.1 無縫鋼管減徑過程微觀組織的演變形式
　　5.1.1 無縫鋼管減徑過程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
　　5.1.2 無縫鋼管減徑過程靜態(tài)再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大
　5.2 無縫鋼管減徑過程中奧氏體再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大模型
　　5.2.1 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型
　　5.2.2 靜態(tài)再結(jié)晶模型、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型
　　5.2.3 晶粒長(zhǎng)大模型
　5.3 無縫鋼管減徑過程中平均晶粒度與殘余等效應(yīng)變
　5.4 奧氏體晶粒演變模型驗(yàn)證與計(jì)算流程
　　5.4.1 奧氏體晶粒演變模型驗(yàn)證
　　5.4.2 奧氏體晶粒演變計(jì)算流程
　5.5 無縫鋼管減徑過程變形抗力的數(shù)學(xué)模型
　參考文獻(xiàn)
6 無縫鋼管虛擬仿真集成系統(tǒng)的開發(fā)
　6.1 集成系統(tǒng)的流程和功能
　6.2 前處理系統(tǒng)的開發(fā)
　　6.2.1 無縫鋼管網(wǎng)格數(shù)據(jù)及材料物性參數(shù)準(zhǔn)備
　　6.2.2 控制數(shù)據(jù)的設(shè)定
　　6.2.3 軋制工藝及孔型參數(shù)的設(shè)定
　6.3 后處理系統(tǒng)的開發(fā)
　參考文獻(xiàn)
7 集成系統(tǒng)驗(yàn)證與無縫鋼管減徑過程模擬預(yù)報(bào)
　7.1 無縫鋼管減徑過程的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證
　　7.1.1 某鋼廠三輥張力減徑過程模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
　　7.1.2 某鋼廠三輥微張力減徑過程模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
　　7.1.3 某鋼廠二輥無張力減徑過程模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比
　7.2 無縫鋼管減徑過程的模擬結(jié)果
　　7.2.1 無縫鋼管減徑過程的金屬流動(dòng)模擬結(jié)果
　　7.2.2 無縫鋼管減徑過程的溫度變化模擬結(jié)果
　　7.2.3 無縫鋼管減徑過程的應(yīng)變模擬結(jié)果
　　7.2.4 無縫鋼管減徑過程的奧氏體再結(jié)晶模擬結(jié)果
　　7.2.5 無縫鋼管減徑過程的軋制力模擬結(jié)果
　7.3 無縫鋼管減徑預(yù)報(bào)系統(tǒng)在某鋼廠產(chǎn)品優(yōu)化中的應(yīng)用
　7.4 無縫鋼管表面青線形成機(jī)理的模擬研究
　參考文獻(xiàn)
彩圖