2002年03月包头铜铣学院学报March．2002第2I卷第OJ期J．urnalofBaotouUniversityofIronandSteelTechnologyVoI21．NoJ文章编号：1094—9762(2002)01—0035—03平辊轧制工艺轧制力及摩擦应力的弹塑性有限元分析孙哲，张曼宏(1包头铜铣(集团)公司铜联股份有限公司带铜厂内蒙古包头014010；2南京钢铁集团股份有限公司带铜厂．江苏南京210035)关键词：有限元法；弹塑性分析；轧制中囤分类号：TG335．12文献杯识码：A捕要：应用弹塑性显式有限元方法对平辊轧制工艺进行了分析得出了轧制过程中的弹性应力应变以摩擦血力的分布规律，井与传统方彦进行了对比Elastro—plasticFEManalysisofstripsteelrollingSUNZhe，ZHANGMin—hong(1StripSteelMill，BaotouIrondSteelColad．Baotouk'nandSteelGroupCo．，Baolou014010，China；2StripSteelMil1．NanjingIronandSteelcr．】upCoIad．Naing210035，Chlaa)Keywor~：FEM，elastto-plasllcanalysis；rollingAbstract：Stripsleelroilingproce~isarmly~dbyelastro—plasticFEMTheslressandstraindist6butionintherollingprocess．aswellasfricfionstressdJstributlon，isobtainedThecalculatedre_~ults81．ecomparedwithfl~aloftraditionalresuhs．轧制过程的模拟对于轧机设计以及多道次轧制实际情况．工艺的压下规程制定都具有十分重要的意义．应用本文应用ANSYS／LSDYNA中的显式动力学弹有限元方法进行轧制过程的分析已有相当长的时塑性有限元方法对带钢冷轧过程进行了二维有限元间．刚塑性有限元方法采用求解能量泛嫡极小值的分析，并将其计算结果与传统的Karman分析结果进理论进行计算，具有计算效率高的特点，在热轧过程行了比较．中得到广泛应用,23弹塑性有限元全面考虑整个1平辊轧制过程二维弹塑性动态有限变形过程，能更加真实地反应出轧制中的各种状态，元分析可进行残余应力的计算但隐式算法处理大变形接触问题时不易收敛，计算时需大量的时问．而1．1模拟计算的条件显式算法具有计算效率高，不存在收敛问题等特蓖，轧制模拟过程中采用的几何模型如图l所示．已有研究人员采用显式动力学弹塑性有限元对平板轧制分析的工艺条件如表1所示根据对称性，二轧制过程进行模拟_4J．由于轧制过程本身就是动维分析时采用1／2轧件建立模型，在对称面上施加力学过程，因此采用动力学方法进行分析将更符合对称约束整个模拟过程从~Li~-咬人开始，至轧制莩昌霁-12-06：_¨t亘头^头剐铣(团)公¨包头钢铁学院学报2002年03月第2l卷第1期相对稳定时结束．即：轧辊匀速转动，轧件以接近于轧辊圆周线速度的初始速度向辊缝运动，进入辊缝后靠轧辊与轧件的接触摩擦进行轧制，直至轧制稳定．本文的计算结果取自稳定轧制阶段．围2单位长度的轧制力的历史曲线F-崛．2Curveoftimeofroilingforceperunit图l轧制过程模拟有限元分析模型一．】II—zt．^一薹＼rf三是一l1罩F_崛．IFEManalyticalmodelof['0~llgprocess瑚瑚表1轧制分析∞的如工艺。条件TableJTe0calconditionsofr0mngprocess沿轧制方li,J的标憧爿围3轧翎压力殛摩擦应力分布Wig．3Romngpressureandfrictionstressdistributionroll1．2结果及讨论图2给出了轧制力的时间历程曲线，当轧制开始与轧件端部接触时轧制力开始上升，5ii1s后，轧biteentry．biteexit制力出现了13％的波动，但是在相对短时间内轧制围4轧制变形区原点位置示意围力进入到一个准稳态过程．与Karman的切块法结ng．4Sketchmapofcenlerrollofrollingdeformalionarea果相比，由动态有限元法获得的轧制力结果比Karman的值高出30％．在图3中，本分析与Karman的结果在3个方面图