中厚板軋制平面形狀控制的有限元模擬研究.pdf

1、中厚板產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于油氣輸送管線、船舶、橋梁、容器、鍋爐、海洋構(gòu)件、建筑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域。中厚板軋制成形過(guò)程中，軋件的非均勻展寬導(dǎo)致軋制生產(chǎn)出非矩形形狀的中厚板，造成大量的切頭、切尾及切邊損失。在中厚板生產(chǎn)中，提高成材率是節(jié)省能源與資源，降低成本的重要手段，成材率的高低直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。平面形狀控制技術(shù)是中厚板生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以大幅度提高中厚板成材率，我國(guó)目前尚未充分掌握該項(xiàng)技術(shù)，有待于積極開(kāi)發(fā)。因此研究中厚板軋制平面

2、形狀控制技術(shù)對(duì)提高中厚板軋制的成材率和產(chǎn)品質(zhì)量及節(jié)能降耗至關(guān)重要。 本文利用有限元模擬軟件研究中厚板的平面變形規(guī)律。針對(duì)幾何、材料和接觸的非線性問(wèn)題，利用軟件ANSYS/LS—DYNA，首先選擇了幾何非線性選項(xiàng)，針對(duì)材料非線性，本研究選擇了彈塑性的非線性強(qiáng)化模型，并且選用三維的八節(jié)點(diǎn)六面體的SOLID164單元實(shí)體對(duì)軋件模型進(jìn)行了離散化，對(duì)于接觸面，選擇用的是自動(dòng)面—面接觸，之后是邊界條件的加載，利用LS—PROPOST作為后處

3、理軟件分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。介紹了國(guó)內(nèi)外平面形狀控制的研究、應(yīng)用情況及一些典型平面形狀控制技術(shù)；系統(tǒng)闡述了板帶軋制變形理論和彈塑性有限元法基本理論；以提高中厚板成材率為目的，采用顯式動(dòng)力學(xué)有限元軟件ANSYS/LS—DYNA來(lái)模擬中厚板軋制成形過(guò)程中的平面形狀控制問(wèn)題。模擬結(jié)果表示單道次軋制后軋件的平面形狀呈現(xiàn)頭部凸形和邊部凹形形狀，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步模擬不同軋制條件對(duì)軋后軋件平面形狀的影響。為了驗(yàn)證顯式動(dòng)力學(xué)有限元分析結(jié)果的可信度，進(jìn)行與有