雙金屬復合板變厚度冷軋工藝研究
發(fā)布時間：2022-01-10 04:09
雙金屬變厚度復合板材（Cladded Longitude Profile Plate,CLP板）是以雙金屬層狀復合板為原料,利用變厚度軋制技術生產的一種新型功能材料。CLP板既保持了傳統(tǒng)單金屬變厚度板材節(jié)材減重的優(yōu)點,又可通過選擇合適的覆層金屬材料滿足耐磨性、防腐蝕、耐高溫等特殊功能化要求,實現(xiàn)低成本與高性能的完美結合,具有廣泛的應用前景。本文以非對稱雙金屬復合板變厚度異步軋制技術為對象,采用有限元模擬與實驗相結合的方法,進行趨厚軋制和趨薄軋制變形區(qū)內組元金屬變形行為、壓下率分配、軋后翹曲行為研究,建立復合界面組元金屬協(xié)調變形工藝條件,優(yōu)化軋制工藝。通過對試驗用銅鋁層狀復合板材進行掃描分析,確定了復合界面層厚度;并進行拉伸試驗獲得復合板覆層銅與基層鋁的單質材料真應力應變曲線,通過剝離實驗和剪切實驗獲取了銅鋁復合板復合界面結合強度,并基于ABAQUS軟件及其Cohesive內聚力單元建立剝離實驗過程有限元模型,反演確定了復合界面斷裂能。基于內聚力模型建立了雙金屬復合板變厚度軋制過程有限元模型,分析了變厚度軋制過程中軋制變形區(qū)內各層金屬應力、應變狀態(tài)及的影響規(guī)律,以及趨厚軋制和趨薄軋制過程...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數】：82 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
變厚度板軋制過程
1.1 課題研究背景與意義隨著科技進步帶動整個國家經濟的發(fā)展，單一材料很難滿足民用工業(yè)及軍用領域對材料高性能的要求，復合材料研究與加工應用成為各國學者普遍關注的課題。隨著節(jié)能環(huán)保、新能源等新興產業(yè)、船舶重工等行業(yè)飛速發(fā)展，銅鋁、鋼鋁、不銹鋼、鈦/鋼等復合板在船舶與海洋工程裝備、石油化工、海水淡化、新能源汽車、建筑、電廠煙氣脫硫環(huán)保工程等領域需求更為迫切。復合材料成為結構輕量化、車身輕量化領域重點產品[1]。變厚度軋制技術是近些年軋制領域發(fā)展起來的輕量化成形新技術[2, 3]，根據成品所要求的厚度變化，在軋制過程中通過壓下液壓缸動態(tài)調節(jié)軋輥輥縫，生產縱向變厚度板帶材，如圖 1-1 所示。典型變厚度軋制產品包括縱向變厚度鋼板（LP 板）和差厚板（TRB）。LP 板可以根據構件所承受載荷改變厚度，從而減少焊縫、減輕重量，如圖 1-2 所示。TRB[4]板廣泛應用于汽車制造中的各種梁、框、連接件、加強件等，減重可達 10%~40%，節(jié)能減排效果非常顯著。
燕山大學工程碩士學位論文金屬流動規(guī)律更為復雜。本文以非對稱雙金屬復合板變厚度用有限元模擬與實驗相結合的方法，進行趨厚軋制和趨薄軋形行為、壓下率分配、軋后翹曲行為研究，建立復合板材界面條件，優(yōu)化軋制工藝。軋制技術發(fā)展與研究現(xiàn)狀度軋制技術概述軋制技術源于 1978 年日本川崎制鐵公式水島厚板廠所開發(fā)的1980 年，變厚度軋制 LP 鋼板應用于法國索姆河跨橋[5]。199產單向變厚度 LP 鋼板[6]，1996 年成功研制雙向變厚度 LP 板面 LP 板，如圖 1-3 所示，可生產 LP 板的鋼種見表 1-1。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]極薄帶微軋制技術研究與應用新進展[J]. 劉相華,趙啟林,孫祥坤,于慶波. 軋鋼. 2018(01)
[2]變厚度軋制過渡區(qū)的數學模型[J]. 支穎,劉相華,孫濤,吳志強,張廣基. 哈爾濱工程大學學報. 2017(04)
[3]電廠信息安全的防御重點[J]. 許繼剛. 自動化博覽. 2017(03)
[4]復合材料單搭接膠接接頭試驗研究與數值模擬[J]. 梁祖典,燕瑛,張濤濤,李劍峰,孟祥吉,廖寶華. 北京航空航天大學學報. 2014(12)
[5]層狀金屬復合材料加工技術研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進展. 2013(11)
[6]四輥板帶軋機綜合剛度模型的開發(fā)及應用[J]. 王強,雷剛,賴宏. 科學咨詢（科技·管理）. 2013(08)
[7]變厚度軋制時質量守恒的表述方式[J]. 劉相華,張廣基,支穎. 科學通報. 2013(18)
[8]考慮剪切非線性影響的復合材料連續(xù)損傷模型及損傷參數識別[J]. 劉偉先,周光明,高軍,錢元. 復合材料學報. 2013(06)
[9]復合材料雙搭接接頭拉伸強度研究[J]. 劉遂,關志東,郭霞,劉佳,邱太文,孫凱,陳萍. 航空材料學報. 2012(05)
[10]矩形斷面銅包鋁復合材料的水平連鑄直接復合成形[J]. 吳永福,劉新華,謝建新,王連忠,董曉文. 中國有色金屬學報. 2012(09)
博士論文
[1]鋼-Al20Sn復合板液液相鑄軋復合研究[D]. 張君.北京交通大學 2018
[2]銅鋁復合板界面擴散層組織結構與性能的研究[D]. 左曉姣.沈陽工業(yè)大學 2017
[3]異步軋制7xxx系鋁合金中厚板形變及翹曲優(yōu)化研究[D]. 馬存強.北京科技大學 2016
[4]變厚度梁板結構的彈性靜力學分析[D]. 徐業(yè)鵬.南京理工大學 2010
[5]板帶鋼熱軋過程宏觀行為與介觀組織的綜合模擬[D]. 支穎.東北大學 2008
[6]縱向變厚度扁平材軋制理論與控制策略研究[D]. 杜平.東北大學 2008
碩士論文
[1]TRB板仿形軋制機構動力學分析及其輕量化[D]. 巫洪亮.重慶交通大學 2018
[2]鎂合金薄板異步軋制數值模擬與實驗研究[D]. 楊有澤.遼寧科技大學 2018
[3]鋁鋼復合材料界面結合機理及金屬間化合物生長行為的研究[D]. 郭校峰.廣東工業(yè)大學 2017
[4]復合材料宏微觀內聚力區(qū)模型實驗研究[D]. 黃亞烽.天津大學 2017
本文編號：3580026
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數】：82 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
變厚度板軋制過程
1.1 課題研究背景與意義隨著科技進步帶動整個國家經濟的發(fā)展，單一材料很難滿足民用工業(yè)及軍用領域對材料高性能的要求，復合材料研究與加工應用成為各國學者普遍關注的課題。隨著節(jié)能環(huán)保、新能源等新興產業(yè)、船舶重工等行業(yè)飛速發(fā)展，銅鋁、鋼鋁、不銹鋼、鈦/鋼等復合板在船舶與海洋工程裝備、石油化工、海水淡化、新能源汽車、建筑、電廠煙氣脫硫環(huán)保工程等領域需求更為迫切。復合材料成為結構輕量化、車身輕量化領域重點產品[1]。變厚度軋制技術是近些年軋制領域發(fā)展起來的輕量化成形新技術[2, 3]，根據成品所要求的厚度變化，在軋制過程中通過壓下液壓缸動態(tài)調節(jié)軋輥輥縫，生產縱向變厚度板帶材，如圖 1-1 所示。典型變厚度軋制產品包括縱向變厚度鋼板（LP 板）和差厚板（TRB）。LP 板可以根據構件所承受載荷改變厚度，從而減少焊縫、減輕重量，如圖 1-2 所示。TRB[4]板廣泛應用于汽車制造中的各種梁、框、連接件、加強件等，減重可達 10%~40%，節(jié)能減排效果非常顯著。
燕山大學工程碩士學位論文金屬流動規(guī)律更為復雜。本文以非對稱雙金屬復合板變厚度用有限元模擬與實驗相結合的方法，進行趨厚軋制和趨薄軋形行為、壓下率分配、軋后翹曲行為研究，建立復合板材界面條件，優(yōu)化軋制工藝。軋制技術發(fā)展與研究現(xiàn)狀度軋制技術概述軋制技術源于 1978 年日本川崎制鐵公式水島厚板廠所開發(fā)的1980 年，變厚度軋制 LP 鋼板應用于法國索姆河跨橋[5]。199產單向變厚度 LP 鋼板[6]，1996 年成功研制雙向變厚度 LP 板面 LP 板，如圖 1-3 所示，可生產 LP 板的鋼種見表 1-1。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]極薄帶微軋制技術研究與應用新進展[J]. 劉相華,趙啟林,孫祥坤,于慶波. 軋鋼. 2018(01)
[2]變厚度軋制過渡區(qū)的數學模型[J]. 支穎,劉相華,孫濤,吳志強,張廣基. 哈爾濱工程大學學報. 2017(04)
[3]電廠信息安全的防御重點[J]. 許繼剛. 自動化博覽. 2017(03)
[4]復合材料單搭接膠接接頭試驗研究與數值模擬[J]. 梁祖典,燕瑛,張濤濤,李劍峰,孟祥吉,廖寶華. 北京航空航天大學學報. 2014(12)
[5]層狀金屬復合材料加工技術研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進展. 2013(11)
[6]四輥板帶軋機綜合剛度模型的開發(fā)及應用[J]. 王強,雷剛,賴宏. 科學咨詢（科技·管理）. 2013(08)
[7]變厚度軋制時質量守恒的表述方式[J]. 劉相華,張廣基,支穎. 科學通報. 2013(18)
[8]考慮剪切非線性影響的復合材料連續(xù)損傷模型及損傷參數識別[J]. 劉偉先,周光明,高軍,錢元. 復合材料學報. 2013(06)
[9]復合材料雙搭接接頭拉伸強度研究[J]. 劉遂,關志東,郭霞,劉佳,邱太文,孫凱,陳萍. 航空材料學報. 2012(05)
[10]矩形斷面銅包鋁復合材料的水平連鑄直接復合成形[J]. 吳永福,劉新華,謝建新,王連忠,董曉文. 中國有色金屬學報. 2012(09)
博士論文
[1]鋼-Al20Sn復合板液液相鑄軋復合研究[D]. 張君.北京交通大學 2018
[2]銅鋁復合板界面擴散層組織結構與性能的研究[D]. 左曉姣.沈陽工業(yè)大學 2017
[3]異步軋制7xxx系鋁合金中厚板形變及翹曲優(yōu)化研究[D]. 馬存強.北京科技大學 2016
[4]變厚度梁板結構的彈性靜力學分析[D]. 徐業(yè)鵬.南京理工大學 2010
[5]板帶鋼熱軋過程宏觀行為與介觀組織的綜合模擬[D]. 支穎.東北大學 2008
[6]縱向變厚度扁平材軋制理論與控制策略研究[D]. 杜平.東北大學 2008
碩士論文
[1]TRB板仿形軋制機構動力學分析及其輕量化[D]. 巫洪亮.重慶交通大學 2018
[2]鎂合金薄板異步軋制數值模擬與實驗研究[D]. 楊有澤.遼寧科技大學 2018
[3]鋁鋼復合材料界面結合機理及金屬間化合物生長行為的研究[D]. 郭校峰.廣東工業(yè)大學 2017
[4]復合材料宏微觀內聚力區(qū)模型實驗研究[D]. 黃亞烽.天津大學 2017
本文編號：3580026
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