Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Komputerowa symulacja sekwencji procesu walcowania na gorąco oraz kontrolowanego chłodzenia szyn uwzględniająca własności termomechaniczne oraz rozwój mikrostruktury

Smyk G., Pernach M., Pietrzyk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 6

270--274

PL

Artykuł zawiera wyniki symulacji numerycznych procesu walcowania na gorąco oraz kontrolowanego chłodzenia szyn, z uwzględnieniem rozwoju mikrostruktury. Do symulacji procesów wykorzystano metodę elementów skończonych (MES). Proces walcowania modelowano za pomocą komercyjnego programu Larstran. Pole temperatury w procesie kontrolowanego chłodzenia modelowano autorskim programem MES. Model rozwoju mikrostruktury podczas walcowania został zaimplementowany w programie Larstran, przy wykorzystaniu własnych procedur. Dane uzyskane z symulacji ostatniego przepustu, w tym wielkość ziarna, rozkład naprężeń, odkształceń oraz pola temperatury, stanowiły dane wejściowe do modelu przemian fazowych zachodzących podczas kontrolowanego chłodzenia szyn. Model przemian fazowych oparto na rozwiązaniu równania dyfuzji z ruchomą granicą. Uzyskane wyniki porównano z wynikami modelu bazującego na równaniu Avramiego. Na podstawie przedstawionych symulacji wyznaczono korelacje pomiędzy parametrami procesu walcowania i kontrolowanego chłodzenia oraz parametrami struktury gotowego wyrobu.

EN

The paper contains the results of the numerical simulation of hot rolling and controlled cooling of the rails with taking account a microstructure development during the sequence of processes. The finite element (FE) method was used in numerical simulations. The hot rolling process was simulated by the commercial FE software Larstran and the temperature field during controlled cooling process was calculated using authors FE software. Microstructure development model was implemented into Larstran software by user subroutines developed in the project. The results from the last pass of hot rolling of rails including the grain size, strain and stress distribution and temperature field were the input data to the phase-transformation model based on the solution of the carbon diffusion equation with moving boundary. Calculated gain size was compared with the results obtained by models based on the Avrami’ equation. Results of all simulations allow to point out the correlation between parameters of hot rolling, controlled cooling process and the microstructure of finite product.

2

Thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails

Smyk G., Pernach M., Ambroziński M.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.3

416--426

EN

The paper describes complex thermal-mechanical-microstructural model of rolling and cooling of rails. The equations describing microstructure evolution and phase transformations in rail steels were implemented in the Finite Element code, which simulates thermal and mechanical phenomena. Numerical tests of the model were performed. Simulations covered last three passes of the rolling process followed by controlled cooling of the rail head. The results included changes of the temperature during the whole manufacturing cycle, as well as changes of the austenite grain size during rolling and kinetics of the phase transformations during cooling. Numerical tests confirmed good predictive capabilities of the model.

PL

W artykule opisano cieplno-mechaniczno-mikrostrukmralny model walcowania i kontrolowanego chłodzenia szyn. Modele opisujące rozwój mikrostruktury i przemiany fazowe w stalach szynowych zostały zaimplementowane w programie z metody elementów skończonych, który symuluje zjawiska cieplne i mechaniczne. Przeprowadzone zostały numeryczne testy opracowanego programu. Symulacje objęły ostatnie trzy przepusty w procesie walcowania oraz proces kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. W pracy przedstawiono wyniki w postaci rozkładów odkształceń i naprężeń oraz zmian temperatury w procesie walcowania, a także zmian wielkości ziarna austenitu w poszczególnych przepustach i kinetyki przemian fazowych w czasie chłodzenia. Numeryczne testy potwierdziły duże możliwości obliczeniowe modelu.

3

Accounting for the Inhomogeneity of Deformation in Identification of Microstructure Evolution Model

Szeliga D., Kuziak R., Kopp R., Smyk G., Pietrzyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

3087--3094

EN

The paper deals with the problem of identification of microstructure evolution model on the basis of two-step compression test. Classical interpretation of this test assumes uniform fields of strains, stresses and temperatures in the deformation zone and calculates the coefficients in the model on the basis of force measurements in the second step. In the present paper the inverse approach was applied. Finite element (FE) simulations of the compression test were performed and local values of microstructural parameters were determined accounting for the inhomogeneity of deformation. Objective function was formulated as the Euclid norm for the error between measured and calculated forces for various interpass times. Coefficients in the microstructure evolution model were determined by searching for the minimum of the objective function. Optimized model was validated in simulations of plane strain compression tests.

PL

W artykule poruszono problem identyfikacji parametrów modelu rozwoju mikrostruktury na podstawie dwuetapowej osiowosymetrycznej próby ściskania. Klasyczna interpretacja wyników tej próby zakłada w strefie odkształcenia jednorodne pole odkształceń, naprężeń oraz temperatury, a parametry modelu są wyznaczane na podstawie pomiarów sił w drugim etapie ściskania. W pracy do oszacowania wartości parametrów zastosowano metodę odwrotną. Wykonano symulacje metodą elementów skończonych oraz wyznaczono lokalne wartości parametrów mikrostruktury uwzględniając nierównomierność odkształcenia. Funkcja celu została zdefiniowana jako odległość Euklidesowa między siłami obliczonymi i zmierzonymi w próbie dwuetapowego ściskania dla różnych długości przerw pomiędzy odkształceniami. Parametry modelu mikrostruktury oszacowano poprzez wyznaczenie minimum funkcji celu. Model z wyznaczonymi parametrami został zweryfikowany w próbie ściskania w płaskim stanie odkształcenia.

4

Numerical simulation of rolling-cooling sequence for rails

Smyk G., Franzke M., Kuziak R., Pietrzyk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 8

593--597

EN

The model of rolling and controlled cooling of rails is presented. Rolling model predicts metal flow, heat transfer and microstructure evolution in the last pass. Calculated distributions of temperature and grain size are input data for further modelling of temperature field and phase transformations during cooling. Microstructural parameters and mechanical properties of final products are determined. Identification of flow stress and phase transformation models was performed on the basis of plastometric and dilatometric tests, respectively. Results of simulations for a selected cooling schedule are presented in the paper.

PL

W pracy opisano model walcowania i kontrolowanego chłodzenia szyn. Model walcowania oblicza płynięcie metalu, pole temperatury i rozwój mikrostruktury w ostatnim przepuście. Rozkład temperatury i wielkość ziarna stanowią dane wejściowe dla dalszych obliczeń pola temperatury i kinetyki przemian fazowych w czasie chłodzenia. Obliczane są parametry mikrostruktury po ochłodzeniu i własności mechaniczne gotowego wyrobu. Identyfikację modeli naprężenia uplastyczniającego i przemian fazowych przeprowadzono odpowiednio na podstawie prób plastometrycznych i prób dylatometrycznych. W pracy zamieszczono wyniki symulacji dla wybranego schematu chłodzenia.