Simulação por elementos finitos do processo de laminação de tiras a quente de aços CMn
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26704 |
Resumo: | Nesta dissertação, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço CMn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Para tal, foi desenvolvida uma subrotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo de laminação a quente foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira de aço. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. Os parâmetros do modelo termomecânicometalúrgico foram obtidos a partir de dados disponíveis na literatura. O modelo prediz as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. A evolução microestrutural foi avaliada na zona de mordida e na região entre a primeira e segunda cadeira de laminação. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. Também ficou evidente que em algumas regiões da tira o fenômeno de restauração predominante foi o de recristalização metadinâmica. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final. |
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Simulação por elementos finitos do processo de laminação de tiras a quente de aços CMnLaminação a quenteElementos finitosAços CMnLaminação a quenteElemento finitoAços CMnEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualHot rollingFinite elementCMn steelNesta dissertação, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço CMn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Para tal, foi desenvolvida uma subrotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo de laminação a quente foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira de aço. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. Os parâmetros do modelo termomecânicometalúrgico foram obtidos a partir de dados disponíveis na literatura. O modelo prediz as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. A evolução microestrutural foi avaliada na zona de mordida e na região entre a primeira e segunda cadeira de laminação. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. Também ficou evidente que em algumas regiões da tira o fenômeno de restauração predominante foi o de recristalização metadinâmica. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorIn this work, a finite element model was developed to simulate the first pass of finishing hot strip mill of CMn steel. The behavior of this steel is defined by constitutive equations that describe the mechanisms of hardening and recrystallization coupled to the fields of stress, strain and temperature. For such a subroutine in FORTRAN language available on the finite element software, ABAQUS/Standard. The model of hot rolling was established in the plane state of strain using finite elements with coupling of temperature and strain fields for the work roll and steel strip. The dimensions and process conditions were obtained from CSN hot strip mill data. The thermomechanicalmetallurgical model parameters were obtained from data available in the literature. The model predicts the distribution of temperatures and rolling load value in good agreement with industrial measurements. Microstructural evolution was evaluated in the roll bite zone and in the region between the first and second rolling train. The model results show that there is occurrence of dynamic recrystallization during the first pass, and show that in certain regions of the strip dynamically recrystallized fraction reaches 100%. It was also evident that in some regions of the strip the predominant restoration phenomenon was metadynamic recrystallization. The sensitivity analysis of the model parameters was performed to determine their impact on the simulation results, especially the rolling force and final grain size.72 p.Moreira, Luciano Pessanhahttp://lattes.cnpq.br/5673024226638200Machado, Marcelo Lucas Pereirahttp://lattes.cnpq.br/9156053763805536Medeiros, Neil dehttp://lattes.cnpq.br/7783872304499386http://lattes.cnpq.br/2590983885527324Barbosa, Gustavo Coqui2022-10-27T16:50:23Z2022-10-27T16:50:23Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBARBOSA, Gustavo Coqui. Simulação por elementos finitos do processo de laminação de tiras a quente de aços CMn. 2014. 72 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Metalúrgica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2014.http://app.uff.br/riuff/handle/1/26704CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-10-27T16:50:26Zoai:app.uff.br:1/26704Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-10-27T16:50:26Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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Nesta dissertação, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço CMn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Para tal, foi desenvolvida uma subrotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo de laminação a quente foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira de aço. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. Os parâmetros do modelo termomecânicometalúrgico foram obtidos a partir de dados disponíveis na literatura. O modelo prediz as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. A evolução microestrutural foi avaliada na zona de mordida e na região entre a primeira e segunda cadeira de laminação. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. Também ficou evidente que em algumas regiões da tira o fenômeno de restauração predominante foi o de recristalização metadinâmica. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final. |
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