多層不銹鋼-鋁(合金)復(fù)合板熱軋工藝有限元數(shù)值模擬研究.pdf

1、為建立節(jié)約型和諧社會(huì)，充分利用資源和能源，提高產(chǎn)品性能和功能，就需要開發(fā)新的復(fù)合材料來(lái)滿足生產(chǎn)的需求。用不銹鋼、鋁兩種金屬?gòu)?fù)合為一體，組成兩層或多層的新型復(fù)合材料就是一個(gè)典型的例子，它結(jié)合了不銹鋼的光潔表面以及鋁(鋁合金)質(zhì)輕、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，不僅易清洗、耐腐蝕，而且能夠節(jié)約稀缺的Cr、Ni元素，在航空、航天、化工、醫(yī)療、食品等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文針對(duì)復(fù)合板界面結(jié)合的關(guān)鍵問題，通過(guò)對(duì)雙金屬軋制復(fù)合機(jī)理的研究，利用有限元

2、軟件Marc建立了二維彈塑性有限元模型.采用適當(dāng)?shù)募虞d和約束條件，模擬了不銹鋼/鋁(合金)3層和5層復(fù)合板在不同輥徑(φ250mm-φ1300mm)、不同溫度(200℃
　　 -400℃)及不同壓下率(10％-40％)等條件下的單道次熱軋復(fù)合過(guò)程。根據(jù)提出的層狀復(fù)合板界面發(fā)生粘合的判定條件，通過(guò)對(duì)復(fù)合板內(nèi)部溫度場(chǎng)、界面應(yīng)變場(chǎng)以及界面相對(duì)速度場(chǎng)的計(jì)算分析，確定了發(fā)生界面粘合的工藝參數(shù)范圍.以界面的結(jié)合強(qiáng)度為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)對(duì)熱軋工藝

3、的優(yōu)化分析，確定了多層復(fù)合板最優(yōu)軋制主要工藝參數(shù)。通過(guò)對(duì)相同軋制工藝條件下3層和5層復(fù)合板軋制過(guò)程的對(duì)比分析，證明5層復(fù)合板軋后內(nèi)部各組元金屬協(xié)調(diào)性要好于3層復(fù)合板，軋后殘余應(yīng)力低于3層復(fù)合板。根據(jù)模擬分析得出的最佳工藝參數(shù)，在φ250mm軋機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明所建立的模型合理，有實(shí)用價(jià)值。
　　 理論分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的界面結(jié)合判定條件更符合實(shí)際，模型的建立為合理的不銹鋼/鋁復(fù)合板的熱軋工藝參數(shù)的確定具有重要參考價(jià)值