Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Off-Line Computer System for Design of the Hot Rolling and Laminar Cooling Technology for Steel Strips

Rauch Ł., Bzowski K., Kuziak R, Kitowski J., Pietrzyk M.

Journal of Machine Engineering

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

27--43

EN

The objective of this work was development of the computer system VirtRoll, which allows designing of the arbitrary rolling line and performing numerical simulations using high efficiency hardware architectures. Selection of the mechanical, thermal, microstructural and phase transformation models, which allow decreasing the computing costs while the accuracy of simulations is maintained on the reasonable level, was one of the objectives of the paper. Thus, metamodel was applied in the mechanical part and a simple finite element approach was used in the thermal part of the hot rolling model. Simulations of microstructure evolution in hot rolling and phase transformations during the laminar cooling were based on modified Avrami equation. The system was designed in the client-server architecture, in which client part is in the form of the graphical interface. This interface allows to design of rolling line. The server part is composed of: i) controllers which prepare computing tasks, ii) middleware layer responsible for launching and monitoring of the computing tasks, iii) the layer of numerical computations. Deal.II library dedicated to solve partial differential equations was used for the time step adaptations. All these parts led to short computing times and additionally allowed parallel solution of the optimization tasks. Simulations of thermal-mechanical-microstructural phenomena were performed for the rolling-cooling sequence and the results allowed validation of the system.

2

Modelowanie wpływu parametrów chłodzenia laminarnego na wielkość naprężeń własnych w blachach walcowanych na gorąco

Milenin A., Witek S., Kuziak R., Lech-Grega M., Pietrzyk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

133-140

PL

Naprężenia własne w blachach walcowanych na gorąco są istotne w przypadku stosowania cięcia laserowego. W pracy przedstawiono modelowanie naprężeń własnych w blachach walcowanych na gorąco oraz określono wpływ parametrów chłodzenia laminarnego na poziom naprężeń własnych. W celu walidacji modelu naprężeń własnych wykonano eksperyment w warunkach przemysłowych. Pomiar naprężeń własnych w blachach wykonano metodą dyfrakcji rentgenowskiej sin2Ψ. Symulację naprężeń własnych w trakcie walcowania oraz chłodzenia przeprowadzono na podstawie opracowanych modeli. Wykazano, że zakończenie przemiany fazowej podczas chłodzenia kręgu ma istotny wpływ na poziom naprężeń własnych w blachach.

EN

The problem of calculations and experimental validation of residual stresses in hot-rolled strips was considered in the paper. Residual stresses become of practical importance when the laser cutting of strips is applied. The paper was devoted to prediction of the residual stresses in hot-rolled strips. Experimental verification of a model of residual stresses was performed in industrial conditions. For measurement of residual stress in strips the X-ray diffraction method was used. The main goal of this work was to evaluate the effect of laminar cooling on the level of residual stresses. Simulation of residual stresses in rolling and cooling were performed on the basis of the developed model. It was shown that the end of phase transformations in the coil has a significant influence on the level of residual stress.

3

Sensitivity analysis of phase transformation model based on solution of diffusion equation

Bzowski K., Bachniak D., Pernach M., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 2

186--192

EN

Presented work is focused on modelling of the phase transformation during laminar cooling after hot rolling of dual phase steel strips. Conventional FE model describing heat transfer was used in the macroscale. The model based on the solution of the diffusion equation with moving boundary was selected to predict properties of the steel based on phase transformations which occur in microscale. Preliminary observations indicated that results depend on various parameters of the model, such as: diffusion coefficient, boundary velocity factor and cooling rate. Therefore, sensitivity analysis of the model with respect to these parameters was performed in order to enhance the predictive capabilities of the model and to simplify further solution.

4

Numerical modeling and experimental identification of residual stresses in hot-rolled strips

Milenin A., Kuziak R., Lech-Grega M., Chochorowski A., Witek S., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 1

125--134

EN

The problem of calculations and experimental validation of residual stresses in hot-rolled strips is considered in the paper. Residual stresses become of practical importance when the laser cutting of strips is applied. The goal of this paper is development and experimental validation of a model of residual stresses in hot-rolled strips based on the elastic–plastic material model. The models of elastic–plastic deformation during cooling of hot rolled strips during laminar cooling and in the coil were developed. Elastic–plastic properties of the material were determined experimentally using tests on GLEEBLE 3800. Industrial testing of residual stress in strips after cooling in coil was performed. For measurement of residual stress in strips the X-ray diffraction method was used.

5

Wykorzystanie modelu przemian fazowych do oceny wytrzymałości i odkształcalności stali DP

Bzowski K., Rauch Ł., Pietrzyk M., Kuziak R.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

762--768

PL

Celem pracy jest stworzenie modelu opisującego zależności pomiędzy mikrostrukturą a własnościami elementów ze stali DP wykonanych z blach po procesie walcowania na gorąco i laminarnym chłodzeniu. W mikrostrukturze tego rodzaju stali obserwowane są wyspy twardego martenzytu osadzone w miękkiej i plastycznej osnowie ferrytu. Zarówno morfologia jak i skład strukturalny kształtowany jest przez przemiany fazowe, których przebieg jest ściśle uzależniony od schematu laminarnego chłodzenia. Model przemiany ferrytycznej wykorzystujący rozwiązanie równania dyfuzji z ruchomą granicą międzyfazową posłużył w niniejszej pracy do przewidzenia morfologii i składu strukturalnego stali po ochłodzeniu do temperatury otoczenia. Zagadnienie sformułowane na bazie II Prawa Ficka i metodzie poziomic zostało rozwiązane za pomocą Metody Elementów Skończonych (MES). Wykonano testy numeryczne dla różnych cykli chłodzenia, co pozwoliło na otrzymanie morfologii mikrostruktury z różnymi ułamkami objętości poszczególnych faz. Reprezentatywne elementy objętości zawierające wyznaczone mikrostruktury stali DP poddano odkształceniu poprzez rozciąganie i na tej podstawie oceniono wytrzymałość stali reprezentowaną przez naprężenie uplastyczniające. Kryterium pękania Cockrofta-Lathama włączone do programu MES wykorzystano do oceny tendencji do pękania różnych mikrostruktur. Zebrane wyniki pozwoliły na otrzymanie zależności pomiędzy cyklem chłodzenia i ułamkiem objętości martenzytu a wytrzymałością stali. Artykuł przestawia opis modelu, metodologię badań jak również weryfikację doświadczalną.

EN

The aim of the work is to develop a new numerical model capable to predict the relationship between microstructure and material properties of sheet products made of dual phase (DP) steels after processes of hot rolling and laminar cooling. Observed microstructure contains the islands of hard martensite embedded in a soft and ductile ferritic matrix. Both the morphology and the composition of components of microstructure is developed by phase transformations, which are related to a scheme of laminar cooling used in the production process. Ferritic transformation model that uses the solution of diffusion equation with a moving boundary was used in this study to predict the morphology and phase composition of dual phase steels. The problem was formulated on the basis of the Second Fick’s Law and Level Set Method, and solved by using Finite Element Method (FEM). Numerical tests performed for different cooling cycles, allowed to obtain the microstructure morphology with different volume fractions of individual phases. Representative volume element obtained from simulation of phase transformation was deformed in uniaxial tension test. Cockroft-Latham fracture criterion was incorporated into FEM to assess the tendency to crack a variety of microstructures. The collected results allowed to determine the relationship between the cooling cycle, volume fraction of martensite and the tensile strength. The paper contains description of the model, research methodology and experimental verification.

6

Zadanie optymalizacyjne dla doboru parametrów laminarnego chłodzenia blach ze stali DP po walcowaniu na gorąco

Sztangret Ł., Szeliga D., Kusiak J., Pietrzyk M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 11

576-581

PL

W artykule sformułowano zadanie optymalizacyjne dla procesu wytwarzania blach ze stali DP. Funkcją celu był wymagany skład strukturalny stali, a zmiennymi optymalizacji były parametry cyklu chłodzenia. Zastosowano model przemian fazowych wykorzystujący zmodyfikowane równanie Avrami'ego. Wykonano analizę wrażliwości funkcji celu względem współczynników modelu i względem parametrów procesu chłodzenia. Przeprowadzono przykładowe obliczenia optymalizacyjne.

EN

Optimization task for manufacturing DP steel strips was formulated. The required composition of phases was the objective function and parameters of the laminar cooling were the optimization variables. The phase transformation model based on the modified Avrami equation was used. Sensitivity analysis of the objective function with respect to the cooling parameters was performed. Primary optimization calculations were performed.

7

Multiscale modelling of microstructure evolution during laminar cooling of hot rolled DP steels

Pietrzyk M., Madej Ł., Rauch Ł., Gołąb R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 10, no 4

57-67

EN

Accelerated cooling of DP steel strips after hot rolling is considered in the paper. The work is focused on the multi scale model based on the Cellular Automata method as well as on conventional models. Dilatometric tests were performed to identify the coefficients in the models for a DP steel. These models are implemented in the computer system, which simulates controlled cooling of products after hot rolling. This system is described briefly in the paper. Results of numerical tests, which show an influence of the cooling parameters on the structure of the DP steels, are presented in the paper, as well. Arbitrary laminar cooling system, composed of n1 boxes in the first section and n2 boxes in the second section, is considered. Such parameters as strip thickness and velocity, the number of active boxes in the first section of the laminar cooling, the time interval between the two sections and water flux in the sections were independent variables in the analysis. The optimal cooling schedule is the main result of the work.

PL

Tematem niniejszej pracy jest analiza zmian mikrostruktury podczas chłodzenia stali DP walcowanych na gorąco. W trakcie analizy wykorzystano dwa modele przemiany fazowej, bazujące na metodzie automatów komórkowych i na równaniu Avramiego. W każdym przypadku do identyfikacji opracowanych modeli przemian fazowych wykorzystano wyniki prób dylatometrycznych. Modele wprowadzono do opracowanego systemu komputerowego, który umożliwia projektowanie technologii kontrolowanego chłodzenia stali walcowanych na gorąco. Uzyskane wyniki symulacji numerycznych pokazujące wpływ parametrów procesu chłodzenia (np. ilość aktywnych skrzyń chłodzących w pierwszej i drugiej sekcji, czas przerwy pomiędzy sekcjami, grubość pasma, ciśnienie wody) na strukturę stali DP zamieszczono w niniejszej pracy. Głównym wynikiem jest opracowany optymalny schemat chłodzenia dla stali DP.