文档介绍：第卷第期精密成形工程
年月
不锈钢线材椭圆孔型冷连轧过程有限元模拟
张继祥,王华。,文辉
.重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆;.上海大学材料科学与工程学院,上海
摘要:借助有限元模拟软件/ 对不锈钢线材椭圆孔型两道次冷连轧过程进行三
维弹塑性有限元模拟,得出轧件在轧制过程中的等效应力、应变、金属流动、宽展等结果。模拟所得轧件的宽
展与实验值的对比证实了利用有限元软件/—进行模拟的可靠性。
关键词:线材;冷连轧;有限元;模拟
中图分类号: 文献标识码:
文章编号:——

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金属异型材在轧制过程中变形情况比较复杂, 多,本,。卜、韩国、澳大利亚一胡等都在钢板的
纯粹依靠数学式计算出金属流动情况以及应力和应轧制过程中运用了有限元模拟方法。美国也在很早
变规律等结果是非常困难的。计算力学与数值模拟就将有限元运用到钢的轧制过程分析中。虽然有
相结合,大大地降低了轧制过程的研究难度。随着限元模拟研究在钢铁材料轧制领域已经发展了
有限元法技术的发展,其在异型材轧制过程中模拟多年,但是在棒线材椭圆孔型连轧过程的应用较少,
研究日益增多。例如东北大学、北京科技大学目前文献中还没有建立确定的计算模型。文中根据
等都做过椭圆孔型轧制合金钢方坯的有限元模拟, 山东大山金属压延有限公司生产的一批不锈钢异型
东北大学的雄尚武等人还做出了棒材轧制过程中的线材,针对不锈钢线材椭圆孔型两道次冷连轧
三维有限元模拟。国外对有限元模拟的运用较变形过程,建立/—显式动力学分
收稿日期:—
基金项目:重庆市自然科学基金计划项目,;重庆市教育委员会科学技术研究项目
作者简介:张继祥一,男,山东单县人,博士,副教授,主要研究方向为材料成形与模具。
析模型,并进行变形计算,为实际生产提供工艺数
据。
模型建立及参数设置
模拟过程中轧辊间距及轧件长度根据模拟情况
选取,轧材为线材不锈钢,退火状态。轧辊孔型
材料为,具体参数见表。模拟过程采用.
算法及屈服准则处理大变形
问题。
表模拟过程中参数设置

轧件
密度.× 。/。
孔型
弹性模量
图椭圆孑型尺寸
.
泊松比.
屈服强度
材料类型双线性各向同性材料
单元类型模拟结果及讨论
进给速度./
原始直径. . 轧件横截面的应力、应变分布
求解时间.
轧件长度轧件横截面等效应力分布如图所示。可以看
摩擦系数动静摩擦系数均设为. 出,第道次开始时,最大应力出现在坯料上部,此
轧辊处与孔型弧顶局部接触,受力集中、条件苛刻;轧制
过程中,最大应力转移到坯料中心部位,使心部发生
密度.×/。
大的塑性变形,宽展量大;轧制结束时,坯料宽展受
弹性模量
侧壁阻碍,压下受阻,应力转移到孔型弧顶和侧壁
泊松比.
处。第道次轧制受力变化趋势基本与第道次相
材料类型刚性体
同,主要不同点在于:轧制开始时由于压下量较小,
单元类型
而且孔型与坯料接触面较大,所以受力由弧顶向中
直径
心转移。各个道次最大轧制应