【正文】 接觸弧上為 后 滑， 即 異步軋制消除外摩擦對金屬變形的阻礙作用的優(yōu)勢沒有得到體現(xiàn)。在壓下量一定的條件下，異速比越大，平均單位壓力越小，軋制壓力降低的幅度越大。 軋制力、等效應(yīng)變、等效應(yīng)力、最大主應(yīng)力和壓下量關(guān)系曲線分析 軋制時軋制變形區(qū)出口和入口金屬互相制約互相影響，實際上由于壓下量、接觸弧形狀、摩擦條件、進出口處的單位秒流量等時刻都存在差異，這就會導(dǎo)致軋制力、等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、最大主應(yīng)力都會有些波動。 所以軋件等效應(yīng)力與軋制力是相關(guān)的，其變化趨勢也相同。八個方案為兩個異速比下的不同變形量對 軋制力、等效應(yīng)變、等效應(yīng)力、最大主應(yīng)力 的影響，故所得的圖形為異速比分別為 和 的兩條曲線 ，所作的圖為 6 6 6 64。 圖 57 為速度差值顯示圖。選中 Object nodes Velocity 選項 ，點擊出口截面 軋件上下邊緣，記錄 這兩 點的速度值，并求其上下速度差。 圖 56 損傷值 曲線 張紀(jì)文： 變形量對鋼板異步冷軋過程影響的數(shù)值模擬分析 14 軋件出輥處質(zhì)點運動水平速度 數(shù)據(jù)處理 異步軋制時，由于上下工作輥轉(zhuǎn)速不同，其結(jié)果必然導(dǎo)致軋件與上下輥接觸的部分速度也不同。 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 圖 52 軋制力 曲線 圖 53 等效應(yīng)變 曲線 圖 54 等效應(yīng)力 曲線 圖 55 最大主應(yīng)力 曲線 損傷值 數(shù)據(jù) 處理 利用軋制成型方法得到的制品無法避免出現(xiàn)一定程度的損傷， 尤其是 異步軋制時，軋件與速度較快的工作輥接觸的地方 損傷更為嚴(yán)重，根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，分析損傷值具有重要的應(yīng)用價值。其他方案 作 相同處理，得出各方案下的軋制力數(shù)值。 軋制力、等效應(yīng)變、等效應(yīng)力、最大主應(yīng)力數(shù)據(jù) 處理 圖 52 為方案 2 穩(wěn)定軋制階段軋制力分布 曲線 ，由于影響軋制力的因素較多，瞬時接觸面積及摩擦力的改變都會 導(dǎo)致 軋制力的變化，所以穩(wěn)軋階段的軋制力也不會是一條水平的直線，會隨著時間上下波動，但較為理想的穩(wěn)定軋制 階段其波動范圍 不會很大，且呈現(xiàn)周期性變化。此階段所需的時間比較長，在運行時，可以隨時暫停并進入后處理檢查是否正確。 2） shape rolling 2 中 ,由于軋件與軋輥之間的摩擦力 已能保證軋件正常向前推進 ，已經(jīng)不需要推塊，故此時設(shè)定推塊的速度很小即可，設(shè)為 。 shape rolling 2 是 軋制最為關(guān)鍵的過程，由前討論，可參照表 41 確定參數(shù)，此階段推塊不起作用，設(shè)定為較小值即可，上下輥速度可由給定的異速比來確定。 依靠 轉(zhuǎn)動著的 軋輥與軋件之間的摩擦力，將軋件 咬入軋輥，此過程即為 shape rolling 1。 軋件尺寸 h50100mm， 軋件原始 高度 H 為 2mm， 軋輥尺寸 216。通過查閱有關(guān)資料，目前實際生產(chǎn)中軋輥的速度一般在 60/rmp 以下，本課題主要研究 變形量 比 對軋制過程 的影響，任務(wù)書中選擇下輥轉(zhuǎn)速 ： 20/rmp。 異速比的確定 為了保證異步軋制的穩(wěn)定運行，異速比不能 不能過大，同時軋制時，通常應(yīng)保持前張力大于后張力。 張紀(jì)文： 變形量對鋼板異步冷軋過程影響的數(shù)值模擬分析 10 第四章 異步冷軋鋼板軋制方案的確定 摩擦系數(shù)的確定 金屬塑性成形中 摩擦力的作用機理是 — 個復(fù)雜的問題，它是不斷變化的，同時受軋輥 、軋件材料、溫度、 成形速度以及變形量等因素的綜合影響。 此次軋制過程模擬，雖然軋制咬入和穩(wěn)定軋制階段是連續(xù)的，但鑒于 還不夠完善，可人為的將軋制過程分為咬入階段和穩(wěn)定軋制階段。 在求解問題之前接觸區(qū)域，表面之間是接觸或分開是未知的、突變的，它隨載荷、材料、邊界 條件和其它因素而定； 大多的接觸問題需要計算摩擦，而供選擇的摩擦模型大都是非線性的，摩擦使問題的收斂性變得很困難 。 在非線性狀態(tài)分析中，接觸問題是 — 種很普遍的狀態(tài)非線性行為?？傊?，網(wǎng)格重劃分 (其流程見圖 31 所示 )的最重要任務(wù)就是將依賴于變形歷史的變形場量，如應(yīng)力、應(yīng)變場等，準(zhǔn)確地從舊網(wǎng)格系統(tǒng)傳遞到新網(wǎng)格系統(tǒng)中去，同時還需把舊網(wǎng)格系統(tǒng)的工件與模具接觸狀態(tài)張紀(jì)文： 變形量對鋼板異步冷軋過程影響的數(shù)值模擬分析 8 參數(shù)傳遞到新網(wǎng)格系統(tǒng)中去，以便正確地施加約束，即將舊網(wǎng)格上的單元量和節(jié)點量映射到新網(wǎng)格上，繼續(xù)后續(xù)分析。對于復(fù)雜 的 大變形金屬成形過程，往往難以用 — 成不變的單元網(wǎng)格把變形過程模擬完 。在最近的國際范圍復(fù)雜零件 成形模擬招標(biāo)演算中， DEFORM3D 的計算精度和結(jié)果可靠性得到了普遍的認可。 DEFORM3D 的圖形界面可塑性更好。 DEFORM 3D 是模擬 3D 材料流動的理想工具。 （ 10）具有切片功能，可以顯示工件或模具剖面直觀的分析模擬結(jié)果。 （ 6）單步模具應(yīng)力分析適用于多個變形體、組合模具、帶有預(yù)應(yīng)力環(huán)時的成形過程分析，所以方便快捷。 （ 2） 在前處理過程中它可以自動生成邊界條件，這樣可以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。如材料流動、模具填充、鍛造負荷、模具應(yīng)力、晶粒流動、金屬微結(jié)構(gòu)和缺陷產(chǎn)生等情況的分析。 早期的 DEFORM2D 軟件只能局限于分析等溫變形的平面問題或者軸對稱問題。 (1)該軟件可以對材料流動、鍛造負荷、模具應(yīng)力、晶粒流動性、產(chǎn)品缺陷等進行分析。帶鋼廠的異步軋機 ,軋輥直徑為 120 mm,現(xiàn)已軋出厚度 mm 的 薄帶鋼 , D /h 值達 2022， 且壓下不困難 ,用此軋機生產(chǎn)厚度 的帶鋼 ,選用 的 坯料厚度 為 ， 用四道次即可軋出 , 這是常規(guī)軋機根本達不到的 ， 故異步軋機適宜生產(chǎn)極薄帶材。因此 ， 常規(guī)軋制很難用較大直徑的軋輥生產(chǎn)極薄帶 , 若生產(chǎn)極薄帶必須采用直徑小而長度大的軋輥 , 并有多級支撐結(jié)構(gòu)的多輥軋機 , 如二十輥軋機 , 其原理就在于此。因此 , 其上、下接觸弧的摩擦力 , 軋制壓力和扭轉(zhuǎn)均是對稱的。特別是對于軋制變形抗力高、 加工硬化嚴(yán)重的極薄帶材 ， 其節(jié)能效果更加顯著。 由于搓軋區(qū)的存在 ，造成了軋制過程變形特點和金屬流動的特殊變化。 金屬在軋制過程中 ， 按金屬流動速度的不同 ， 中性面 將變形區(qū)分為前滑區(qū) 和后滑區(qū) 。錘鍛和楔咬作用有利于軋件咬入。近年來還出現(xiàn)了上下輥具有相同的輥徑與轉(zhuǎn)速 , 但依靠兩者摩擦系數(shù)不同來實現(xiàn)異步軋 制。 此時 異步軋制技術(shù) 就可以突顯其作用，比如 降低軋制力 、 軋輥的橫向彎曲 和 板凸度 , 這樣均勻了軋輥輥縫， 從而 使板形控制難度 降低 。 在這種情況下，就需 要研發(fā)新的軋制生產(chǎn)工藝，以便 提高產(chǎn)品 的 質(zhì)量， 同時兼顧 降低能耗及生產(chǎn)成本，要想 我國完成由鋼鐵大國向鋼鐵強國轉(zhuǎn)變 ，其關(guān)鍵在于生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品 。 軋機的振動和軋件的彎曲 是目前為止急需解決的問題 。 北京科技大學(xué) 與 新余鋼鐵總廠合作，研制 出 φ 90／ 240 300 異步 冷軋軋機， 它可以顯著提高軋制效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時在降低能耗方面也具有突出作用，已能成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) 。 基于 異步軋制 技術(shù) 原理 的成功研究 ，前蘇聯(lián)設(shè)計制造了 PV 軋機，日本先后設(shè)計制造成功了 FFC 軋機、 IPV 軋機、 NCM 軋機。它使軋機的使用范圍擴大，使工作輥徑與帶材厚度的比值 ?? ??? 大于 8250，帶材寬度與厚度比值 ?? ??? 大于 7500，最小軋制厚度達 毫米。 異步軋制所使用的設(shè)備主要有異步單機、 PV 軋機、 LPV軋機、 NCM 軋機、 FFC 軋機、連軋機。 異步軋制 有比同步軋制更多的優(yōu)點 ， 其主要區(qū)別于同步軋制的地方為， 同步軋制 時，變形區(qū) 的材料在前滑區(qū)和 后滑區(qū)上下表面摩擦力都是指向中性面 的 ， 以至于 中性面附近 的材料 單位壓力 突然增大 ， 從而平均單位軋制力也會增加 。 所以異步軋制 具有軋制壓力低，變形量 比較 大的特點。其生產(chǎn)工藝過程基本上和同步軋制相同。它有兩種基本形式：一是輥徑相同 ， 速 度 不同（異徑異步）；二是轉(zhuǎn)速相同，輥徑不同（異速異步）。 相比與 同步軋制， 異步軋制的特點如下，第一，在軋件壓下量相同的情況下， 軋制壓力 更低 。第四， 在異速比不同的情況下 ， 軋件的 中性面偏離軋輥輥縫變形區(qū) ， 所以可以 較好地控制軋材寬展方向的 材料 流動。 它們具有軋制壓力 比較 低 但是軋制 效率 卻比較 高，輥速與張力控制簡單且適應(yīng)性較強。特別是高強度材料的薄板帶生產(chǎn)。其中德國和蘇聯(lián)的異步軋制技術(shù)較為成熟，已經(jīng)有五十多年的研究歷史，他們的 工藝 研究迅速發(fā)展，取得 在世界范圍內(nèi)被廣泛的研究和應(yīng)用。 北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、鞍山鋼鐵集團 等鋼鐵類的科研 單位 經(jīng)過不懈的努力， 成功 的研制出了 異步恒延伸軋機、 20 輥異步軋機、異步單機、連軋機等。 但是， 異步軋制技術(shù)的研究還不夠充分，存在理論不足以指導(dǎo)實踐需要。但我國的鋼材附加值遠小于發(fā)達國家，其中 產(chǎn)能過剩 、 噸鋼耗能 都是比較嚴(yán)重的問題 ， 同時 產(chǎn)品質(zhì)量合格率、 單位附加值都不