【正文】 擦力 已能保證軋件正常向前推進 ，已經不需要推塊，故此時設定推塊的速度很小即可，設為 。 1）在 shape rolling 1 中，由于是冷軋， 設定 軋輥， 軋件和推塊的溫度 都 為 20℃ ； 增加推塊起 輔助咬入，并設定推塊的速度小于咬入階段軋輥的水平線速度， 取 v=20mm/s； 軋件橫截面的尺寸為 250，軋件單元設定為 112，簡便起見，模擬過程設定為對稱模擬，故橫 軋件 截面網格取 50；軋件長度為 100mm,故 軋件 網格層數劃分為 50；考慮到模擬所需的步數不會太大，為能細致的查看各階段情況及數據， 設置 step increment 選項為 1， 即 每一步保存一次數據； 經過前期的模擬實驗，發(fā)現此方案模擬咬入比較容易，推塊與軋件在前五步已 能保證咬入，而模擬的主要階段為穩(wěn)軋階段，故設定步數為 5；穩(wěn)軋階段 每步軋件前進等分長 度的 1/2，故軋件每步前進 L=1mm， 通過計算設定 time per step Δt=L／ v=。 shape rolling 2 是 軋制最為關鍵的過程，由前討論，可參照表 41 確定參數，此階段推塊不起作用，設定為較小值即可，上下輥速度可由給定的異速比來確定。 2) 穩(wěn)定軋制階段。 依靠 轉動著的 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。 將上述選定的工藝參數制定一個 軋制工藝 表，如 表 41所示。 軋件尺寸 h50100mm， 軋件原始 高度 H 為 2mm， 軋輥尺寸 216。壓下量越大，寬展就越大。通過查閱有關資料，目前實際生產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，任務書中選擇下輥轉速 ： 20/rmp。這樣在保證穩(wěn)定咬入 的情況下，可以 分析 軋制 時 異 速比的影響。 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，通常應保持前張力大于后張力。摩擦因數與尺寸參數和軋制平均單位壓力都有影響。 張紀文： 變形量對鋼板異步冷軋過程影響的數值模擬分析 10 第四章 異步冷軋鋼板軋制方案的確定 摩擦系數的確定 金屬塑性成形中 摩擦力的作用機理是 — 個復雜的問題，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。 推塊速度的確定 加設推塊是為了保證軋件成功的咬入，但是過大的推塊速度會導致軋件彎曲，不能正常的咬入，故所設定的推塊速度應該小于軋輥速度的水平分量。 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。為了簡化分析問題，提出了多銅陵學院畢業(yè)設計 9 種假設，建立了多種摩擦力數學模型，常用的方法有常摩擦因子模型、庫侖摩擦定律、線性粘摩擦定律以及反正切摩擦模型等。 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 。對于金屬成形問題，大都看作剛體 — 柔體的接觸 。 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。 對于軋件的網格劃分，因為它在模擬軟件中是作為工件出現，則應選同 — 尺寸作為單元大小對整體進行劃分，雖然在模擬求解過程會有網格重劃分現象，據上所述，也可采取重新劃分網格原則來處理，因為在本次 異步冷 軋模擬過程分為咬入階段和穩(wěn)定軋制兩個階段?？傊W格重劃分 (其流程見圖 31 所示 )的最重要任務就是將依賴于變形歷史的變形場量，如應力、應變場等，準確地從舊網格系統傳遞到新網格系統中去，同時還需把舊網格系統的工件與模具接觸狀態(tài)張紀文： 變形量對鋼板異步冷軋過程影響的數值模擬分析 8 參數傳遞到新網格系統中去，以便正確地施加約束，即將舊網格上的單元量和節(jié)點量映射到新網格上，繼續(xù)后續(xù)分析。所以對模具型腔定形部位應選用小的網格尺寸。對于復雜 的 大變形金屬成形過程，往往難以用 — 成不變的單元網格把變形過程模擬完 。本次模擬為 異步冷軋鋼板的 模擬，因此可采用 鋼塑性的鋼材 作為坯料，根據 DEFORM中提供可選擇的材料力學模型， 加上任務書的要求，綜合考慮， 選取 AISI_1045_(201200)。在最近的國際范圍復雜零件成形模擬招標演算中， DEFORM3D 的計算精度和結果可靠性得到了普遍的認可。 DEFORM 3D 還提供了幾何操縱修正工具。 DEFORM3D 的圖形界面可塑性更好。DEFORM 3D 強大的模擬引擎能夠分析金屬成形過程中多個關聯對象耦合作用的大變形和熱特性。 DEFORM 3D 是模擬 3D 材料流動的理想工具。 （ 12）后處理中的鏡面反射功能，為用戶提供了高效處理具有對稱面或周期對稱面，并且可以在后處理中顯示整個模型 。 （ 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果。 （ 8）實體之間或實體內部的熱交換 分析既可以通過單獨求解，也可以通過藕合在成形模擬中進行分析求解。 （ 6）單步模具應力分析適用于多個變形體、組合模具、帶有預應力環(huán)時的成形過程分析，所以方便快捷。 （ 4）它 的成型設備模 型有液壓壓力機、錘鍛機、螺旋壓力機、機械壓力機、軋機、擺輾機等。 （ 2） 在前處理過程中它可以自動生成邊界條件，這樣可以保證數據準確可靠。 (1)不在人工干預下它能夠進行自動網格重劃分，系統中集成了在任何必要時能夠自行觸發(fā)自動網格重劃生成器，生成優(yōu)化的網格系統。如材料流動、模具填充、鍛造負荷、模具應力、晶粒流動、金屬微結構和缺陷產生等情況的分析。 DEFORM 家族中的 DEFORM3D 是在 — 個集成環(huán)境內綜合建模、成形、熱傳導和成形設備特性進行模擬仿真分析。 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。 (3)它所適用的設備較多如液壓鍛機、鍛錘、摩擦壓力機、軋機、擺輾機等機器的模擬過程。 (1)該軟件可以對材料流動、鍛造負荷、模具應力、晶粒流動性、產品缺陷等進行分析。目前己有的 DEFORM 程序有 ： DEFORM2D(二維 )， DEFORM3D(三維 )，DEFORMPC(微機版 )， DEFORMPC Pro(微機 Pro 版 ),DEFORMHT(熱處理 )。帶鋼廠的異步軋機 ,軋輥直徑為 120 mm,現已軋出厚度 mm 的 薄帶鋼 , D /h值達 2021， 且壓下不困難 ,用此軋機生產厚度 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極薄帶材。理論和實踐足以證明 , 異步軋制可以使 D/h 值達到 10000 以上。因此 ， 常規(guī)軋制很難用較大直徑的軋輥生產極薄帶 , 若生產極薄帶必須采用直徑小而長度大的軋輥 , 并有多級支撐結構的多輥軋機 , 如二十輥軋機 , 其原理就在于此。常規(guī)冷軋板帶時 , 由于變形抗力和摩擦阻力作用大 , 單位軋制壓力在中性面處形成了很高的峰值 , 軋制壓力引起軋輥的彈性壓扁變形 , 使軋輥局部半徑增大 ， 造成變形區(qū)長度增大和更大的單位壓力峰值 ， 當軋輥所能夠提供給軋件的最大單位壓力不足以克服單位壓力峰值 ， 不能使軋件產生塑性變形時 ，軋件的厚度就是所謂的最小可軋厚度。因此 , 其上、下接觸弧的摩擦力 , 軋制壓力和扭轉均是對稱的。 相對的 ， 還存在 IPV 軋制 ( Imperfect Asymmetrical Rolling )， 也稱不完全軋制。特別是對于軋制變形抗力高、 加工硬化嚴重的極薄帶材 ， 其節(jié)能效果更加顯著。 又由于方向相反的摩擦力 ，造成了搓軋區(qū)上、 下表面金屬流動的不同 ， 因而在變形區(qū)內引起剪切變形 ，導致金屬表面質量、金相組織、晶體位向和力學性能的變化。 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。 異步軋制時 ， 由于上下軋輥的線速度不同 ， 中性面將發(fā)生偏移 ，表現在輥縫出口端軋材中性面偏向快速輥一側。 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) 。 見圖 22。錘鍛和楔咬作用有利于軋件咬入。異步軋制軋件在咬入時 , 其頭部 首先與軋輥接觸， 且上輥比下輥的線速度高。近年來還出現了上下輥具有相同的輥徑與轉速 , 但依靠兩者摩擦系數不同來實現異步軋制。 銅陵學院畢業(yè)設計 3 第二章 異步冷軋技術 原理 2. 1 異步軋制技術的實現 異步軋制輥速的不同是通過上下軋輥半徑不同或二者轉動角速度不一樣來實現的。 此時 異步軋制技術 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 。 近些年來 ，隨著對產品質量要求的提高， 對