【摘要】：建筑模板鋼屬于異型斷面型鋼的一種,由于其橫截面形狀比較復雜,通常應用于許多特定場合。目前,建筑模板鋼在城市建筑、廠區(qū)建設、港口、電廠設施、鉆井平臺、橋梁和地鐵等各行業(yè)得到廣泛應用。由于建筑模板鋼軋制是在高溫高壓的條件下進行,成形工藝較為復雜,生產過程中易產生多種軋制缺陷,難以對軋件成形情況進行實時觀測,這就需要借助于有限元法分析軟件完成熱軋過程的仿真分析,以期達到優(yōu)化建筑模板鋼的生產工藝參數、控制最終產品成形質量的目的。本文以建筑模板鋼C158為例,應用大型商用有限元分析軟件ABAQUS對其熱軋生產過程進行全道次數值仿真分析。以某大型鋼鐵集團有限公司實際生產工藝流程為基礎,建立建筑模板鋼軋輥、軋件幾何模型,設置邊界條件及相互作用關系等參數,完成包含開坯粗軋、萬能精軋的全過程分析仿真。本課題分析了建筑模板鋼的熱軋生產工藝流程,并利用AutoCAD進行建筑模板鋼二維模型圖紙繪制。將二維模型導入ABAQUS建立軋輥、軋件的幾何模型,通過設置材料屬性、分析步、初始邊界條件、載荷及網格劃分等參數,進行建筑模板鋼熱軋過程有限元分析。通過仿真分析,得到建筑模板鋼整個熱軋過程中軋件溫度場、應力場等的分布情況及金屬流動規(guī)律。在有限元法仿真分析過程中,采用網格重構技術保障軋件信息的準確傳遞及軋制過程的順利進行。本課題采用支持二次開發(fā)的ABAQUS軟件平臺,并嵌入網格重構與前處理和后處理腳本的Python程序構建仿真系統(tǒng)。通過開發(fā)自定制的建筑模板鋼熱軋過程圖形用戶界面,將軋制過程涉及的幾何建模、高壓水除鱗、開坯粗軋、萬能精軋及軋后冷卻五個模塊進行集成,使得用戶能夠直接輸入建筑模板鋼熱軋工藝參數完成仿真分析,實現整個軋制過程仿真模塊化、參數化,操作界面簡潔化。以建筑模板鋼C158為例,應用ABAQUS進行熱軋成形中軋件溫度場、應力場及金屬流動情況的分析,為軋制工藝規(guī)程優(yōu)化、軋件形狀控制及軋輥孔型設計等提供可靠的設計依據。本課題開發(fā)的建筑模板鋼熱軋過程綜合仿真系統(tǒng),能夠實現對建筑模板鋼熱軋過程全道次的仿真分析。將該仿真系統(tǒng)應用于建筑模板鋼的實際生產中,可以為現有型鋼的生產工藝優(yōu)化提供理論指導,并能大大縮短新型鋼種的開發(fā)周期,降低成本。
[Abstract]:Architectural formwork steel is a kind of special-section steel. Because of its complex cross section shape, it is usually used in many special situations. At present, building formwork steel has been widely used in urban construction, plant construction, port, power plant facilities, drilling platforms, bridges and subway and other industries. Due to the high temperature and high pressure of building formwork steel rolling, the forming process is more complicated, and many kinds of rolling defects are easy to be produced in the process of production, so it is difficult to observe the forming condition of rolling piece in real time. In order to optimize the process parameters of building formwork steel and control the forming quality of final product, it is necessary to complete the simulation analysis of hot rolling process by means of finite element analysis software. Taking building formwork steel C158 as an example, a large commercial finite element analysis software ABAQUS is used to analyze the whole pass numerical simulation of the hot rolling process. Based on the actual production process of a large iron and steel group co., Ltd, the building formwork steel roll, the geometric model of the workpiece, the boundary condition and the interaction relation are set up to complete the rough rolling, The whole process analysis and simulation of universal finishing mill. In this paper, the hot rolling process of building formwork steel is analyzed, and the 2D model drawing of building formwork steel is drawn by AutoCAD. The two-dimensional model was introduced into ABAQUS to establish the geometric model of roll and workpiece. The finite element analysis of the hot rolling process of building formwork steel was carried out by setting the material attribute, analyzing the step, initial boundary condition, load and mesh partition. Through simulation and analysis, the distribution of temperature field, stress field and metal flow in the whole hot rolling process of building formwork steel are obtained. In the process of finite element simulation and analysis, mesh reconstruction technology is used to ensure the accurate transmission of rolling piece information and the smooth progress of rolling process. In this paper, the simulation system is constructed by using the ABAQUS software platform which supports the secondary development, and embedding the grid reconfiguration, pre-processing and post-processing scripts into the Python program. By developing a custom graphical user interface for the hot rolling process of building formwork steel, five modules, including geometric modeling, high pressure water descaling, rough rolling, universal finishing rolling and cooling after rolling, are integrated. So that the user can directly input the building formwork steel hot rolling process parameters to complete the simulation analysis, realize the whole rolling process simulation modularization, parameterization, simple operation interface. Taking building formwork steel C158 as an example, the temperature field, stress field and metal flow in hot rolling forming are analyzed by using ABAQUS, which provides a reliable design basis for the optimization of rolling process schedule, the shape control of workpiece and the design of roll pass. The comprehensive simulation system of the hot rolling process of building formwork steel developed in this paper can realize the simulation analysis of the whole pass of the hot rolling process of the building formwork steel. The application of the simulation system to the practical production of building formwork steel can provide theoretical guidance for the optimization of the existing section steel production process, shorten the development period of new steel grades and reduce the cost.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU755.2;TG335.11

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周茂林;;青島中塑研制新型建筑模板[J];塑料制造;2012年03期

2 楊慶賢,黃祖跡,劉治生;木/塑復合材料建筑模板的研制[J];福建林學院學報;1993年03期

3 ;“以塑代木”已成為建筑模板使用的新趨勢[J];塑料科技;2013年11期

4 時圣濤,李海峰;建筑模板原紙?zhí)匦约吧a工藝[J];黑龍江造紙;2004年02期

5 ;實用新型建筑模板專利技術[J];中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)技術市場;2003年07期

6 方沫;;第三屆中國(西安)建筑模板展5月西安盛大開幕[J];中國人造板;2011年05期

7 劉泓濱,孫可偉;鋼框復面建筑模板的性能研究全復合材料建筑模板試驗模具設計[J];鑄造設備研究;1998年06期

8 ;建筑模板木塑復合用膠粘劑的生產方法[J];技術與市場;2013年05期

9 ;江西重點推廣“新型復合塑料建筑模板”[J];工程塑料應用;2013年09期

10 張占學;;淺談清水建筑模板生產工藝[J];中國人造板;2007年04期

相關會議論文 前10條

1 李衛(wèi)中;張林文;張榮琪;聶國兵;;復合材料建筑模板應用[A];第十五屆玻璃鋼/復合材料學術年會論文集[C];2003年

2 李衛(wèi)中;張林文;張榮琪;聶國兵;;復合材料建筑模板應用[A];第十五屆玻璃鋼/復合材料學術年會論文集[C];2003年

3 馮揚明;梁世斌;高誼泗;;鋁合金建筑模板在建筑中的應用[A];2013年全國鋁加工技術及應用交流會論文集[C];2013年

4 李衛(wèi)中;張林文;張榮琪;;復合材料建筑模板應用[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

5 張召勇;薛剛;菅瑞;;建筑模板的應用現狀分析及新型模板研發(fā)前瞻[A];第23屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅲ冊）[C];2014年

6 ;建筑模板腳手架行業(yè)二十年發(fā)展與瞻望[A];中國建筑金屬結構協會二十年資料匯編[C];2001年

7 馮揚明;梁世斌;高誼泗;;鋁合金建筑模板在建筑中的應用[A];2013年全國鋁加工技術及應用交流會論文集[C];2013年

8 吳關益;;控制焊接變形對建筑模板質量不良影響的技術[A];2010全國機械裝備先進制造技術(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

9 ;后記[A];中國建筑金屬結構協會二十年資料匯編[C];2001年

10 ;抓好質量管理和科技創(chuàng)新促進企業(yè)健康發(fā)展[A];中國建筑金屬結構協會二十年資料匯編[C];2001年

相關重要報紙文章 前10條

1 黎深;建筑模板市場魚龍混雜[N];建筑時報;2003年

2 通訊員 冉思耀　李時元;建始建筑模板出口利比亞[N];恩施日報;2008年

3 周茂林;煤灰塑料建筑模板受歡迎[N];中國化工報;2009年

4 鄒平飛　張宙 特約記者 張家峰;投資6億元塑料建筑模板生產項目落戶城東港區(qū)[N];九江日報;2010年

5 北京聯東投資集團有限公司副總裁 運乃建;對建筑模板企業(yè)管理創(chuàng)新的思考[N];中國建材報;2007年

6 金艷;劍麻織物可用于制備建筑模板[N];中國紡織報;2008年

7 木材節(jié)約發(fā)展中心主任 劉能文;建筑模板“以塑代木”大有可為[N];中華建筑報;2014年

8 木材節(jié)約發(fā)展中心行業(yè)管理辦公室副主任 黨文杰;“以塑代木”助推建筑模板行業(yè)綠色發(fā)展[N];中華建筑報;2014年

9 韓睿華;建筑模板腳手架委員會出臺重點推薦企業(yè)辦法[N];中國建設報;2009年

10 ;建筑模板行業(yè)連年保持高增長[N];建筑時報;2011年

相關碩士學位論文 前9條

1 梁寶青;可變形PVC塑料建筑模板的研究[D];吉林大學;2016年

2 趙志楊;可變形塑料建筑模板的研究及數值模擬分析[D];吉林大學;2016年

3 李凱s，

本文編號：2253522