Finite Element Simulation on Temperature Field of Rolled-Piece During Whole Rolling Process of U71Mn Steel Heavy Rail
摘 要
采用抽取中间截面网格拉伸的建模方法, 同时根据前后节点的位置对应关系加载温度数据, 对U71Mn钢重轨轧制全过程中轧件的温度场进行了三维热力耦合有限元模拟; 另外,利用红外线测温仪对不同阶段轧件表层的温度进行在线测量, 并与模拟结果进行对比。结果表明: 形状不规则的重轨截面使得其横截面在轧制过程中的温度分布十分复杂; 随着轧制的进行, 轧件表面尤其是圆角处温度下降剧烈, 心部温度先升高后下降, 最终在轨底和轨头的心部形成两个高温区; 温度的测量结果与模拟结果比较吻合, 验证了有限元模型的有效性。
Abstract
A thermo-mechanical coupled 3D finite element simulation was carried on the whole rolling passes of U71Mn heavy rail. The model of the rolled-piece was established by extracting and stretching the middle cross-section grid, and the temperature data were loaded according to the corresponding relations of nodes positions before and after. The infrared thermometer was used to carry out the online temperature measurement of the rolled-piece surface and the results were compared with the simulated ones. The results show that the temperature distribution of the rail cross-section was extremely complex because of its irregular shape. As the rolling progress went on, temperature at the surface of the rolled-piece especially corners dropped heavily, temperature raised first and then declined at the heart of rolled-piece, there formed two high temperature area eventually at the middle of the rail head and base. The measured temperature was consistent with the simulated one, this proved the validity of the model.
中图分类号 TG404 DOI 10.11973/jxgccl201509022
所属栏目 物理模拟与数值模拟
基金项目
收稿日期 2014/9/29
修改稿日期 2015/7/10
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备注谭海林(1968—), 男, 湖南湘乡人, 副教授, 硕士。
引用该论文: TAN Hai-lin,LAI Chun-ming,NIE Hui-wen,ZHOU Jia-lin,LEI Bo-rong,WANG Jun. Finite Element Simulation on Temperature Field of Rolled-Piece During Whole Rolling Process of U71Mn Steel Heavy Rail[J]. Materials for mechancial engineering, 2015, 39(9): 94~98
谭海林,赖春明,聂辉文,周家林,雷波荣,王俊. U71Mn钢重轨轧制全过程中轧件温度场的有限元模拟[J]. 机械工程材料, 2015, 39(9): 94~98
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参考文献
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