Finite element simulation of deformation behavior of prefabricated holes in ultra-heavy plates by gradient temperature rolling

Simulación por elementos finitos del comportamiento de deformación de agujeros prefabricados en chapas ultrapesadas mediante laminación a temperatura gradiente

Basándose en el software de simulación de elementos finitos Deform-3D, se lleva a cabo el análisis numérico de agujeros prefabricados en el núcleo de chapas ultrapesadas en diferentes esquemas de laminación. En este trabajo, se compara la deformación del agujero en el núcleo bajo laminado a temperatura uniforme (UTR) con diferentes procesos de laminado a temperatura gradiente (GTR). Los resultados muestran que el GTR puede mejorar la deformación del núcleo en comparación con el UTR. El aumento del número de enfriamientos con agua puede acelerar la soldadura de los agujeros del núcleo y la curación de la brecha final, y el GTR enfriado con agua en varias pasadas debería utilizarse para el laminado de chapas ultrapesadas.

INTRODUCCIÓN

Las chapas ultrapesadas tienen una amplia gama de aplicaciones en aceros marinos de alta mar, puentes, grandes recipientes a presión y otros componentes estructurales, y a medida que aumenta su demanda, también aumentan sus requisitos de rendimiento [1,2]. Debido a la contracción de solidificación durante la fundición, no se pueden evitar los defectos de oquedad, como vacíos, contracciones y poros [3]. Hay dos etapas, el cierre de huecos y la unión superficial, que se incluyen en la eliminación de los defectos de huecos en los procesos de forja o laminación [4]. La mayoría de los defectos de oquedad pueden eliminarse mediante una fuerte deformación plástica. Durante el proceso de forja o laminación, se aplican altas temperaturas y tensiones a los huecos, lo que hace que la eliminación de los defectos de vacío sea relativamente fácil de conseguir [5]. Se ha demostrado que la influencia de la presión, la temperatura y el tiempo de mantenimiento en la calidad de la soldadura por difusión es muy importante [6]. Por lo tanto, en el proceso de laminación de chapas ultrapesadas, los defectos de oquedad en el núcleo se sueldan por deformación. Las investigaciones demuestran que la laminación a temperatura diferencial consiste en realizar el enfriamiento por agua del planchón con una cierta intensidad y tiempo entre las pasadas de laminación, de manera que el planchón produce un cierto gradiente de temperatura a lo largo de la dirección del espesor, aumentando así la deformación del núcleo durante el proceso de laminación y mejorando la calidad del núcleo [7-10]. En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología informática, la simulación numérica ha sido ampliamente utilizada debido a su bajo coste y alta eficiencia [11,12].