【正文】 摩擦力 已能保證軋件正常向前推進(jìn) ，已經(jīng)不需要推塊，故此時(shí)設(shè)定推塊的速度很小即可，設(shè)為 。 1）在 shape rolling 1 中，由于是冷軋， 設(shè)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(shè)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(shè)定為 112，簡(jiǎn)便起見(jiàn)，模擬過(guò)程設(shè)定為對(duì)稱模擬，故橫 軋件 截面網(wǎng)格取 50；軋件長(zhǎng)度為 100mm,故 軋件 網(wǎng)格層數(shù)劃分為 50；考慮到模擬所需的步數(shù)不會(huì)太大，為能細(xì)致的查看各階段情況及數(shù)據(jù)， 設(shè)置 step increment 選項(xiàng)為 1， 即 每一步保存一次數(shù)據(jù)； 經(jīng)過(guò)前期的模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(shè)定步數(shù)為 5；穩(wěn)軋階段 每步軋件前進(jìn)等分長(zhǎng)度的 1/2，故軋件每步前進(jìn) L=1mm， 通過(guò)計(jì)算設(shè)定 time per step Δt=L／ v=。 shape rolling 2 是 軋制最為關(guān)鍵的過(guò)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(lái)確定。 2) 穩(wěn)定軋制階段。 依靠 轉(zhuǎn)動(dòng)著的 軋輥與軋件之間的摩擦力，將軋件 咬入軋輥，此過(guò)程即為 shape rolling 1。 將上述選定的工藝參數(shù)制定一個(gè) 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(guò)查閱有關(guān)資料，目前實(shí)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(duì)軋制過(guò)程 的影響，任務(wù)書(shū)中選擇下輥轉(zhuǎn)速 ： 20/rmp。這樣在保證穩(wěn)定咬入 的情況下，可以分析 軋制 時(shí) 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(yùn)行，異速比不能 不能過(guò)大，同時(shí)軋制時(shí)，通常應(yīng)保持前張力大于后張力。摩擦因數(shù)與尺寸參數(shù)和軋制平均單位壓力都有影響。 張紀(jì)文： 變形量對(duì)鋼板異步冷軋過(guò)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(jī)理是 — 個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，它是不斷變化的，同時(shí)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(shè)推塊是為了保證軋件成功的咬入，但是過(guò)大的推塊速度會(huì)導(dǎo)致軋件彎曲，不能正常的咬入，故所設(shè)定的推塊速度應(yīng)該小于軋輥速度的水平分量。 此次軋制過(guò)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(guò)程分為咬入階段和穩(wěn)定軋制階段。為了簡(jiǎn)化分析問(wèn)題，提出了多銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 種假設(shè)，建立了多種摩擦力數(shù)學(xué)模型，常用的方法有常摩擦因子模 型、庫(kù)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(wèn)題之前接觸區(qū)域，表面之間是接觸或分開(kāi)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(wèn)題需要計(jì)算摩擦，而供選擇的摩擦模型大都是非線性的，摩擦使問(wèn)題的收斂性變得很困難 。對(duì)于金屬成形問(wèn)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(wèn)題是 — 種很普遍的狀態(tài)非線性行為。 對(duì)于軋件的網(wǎng)格劃分，因?yàn)樗谀M軟件中是作為工件出現(xiàn)，則應(yīng)選同 — 尺寸作為單元大小對(duì)整體進(jìn)行劃分，雖然在模擬求解過(guò)程會(huì)有網(wǎng)格重劃分現(xiàn)象，據(jù)上所述，也可采取重新劃分網(wǎng)格原則來(lái)處理，因?yàn)樵诒敬?異步冷 軋模擬過(guò)程分為咬入階段和穩(wěn)定軋制兩個(gè)階段?？傊?，網(wǎng)格重劃分 (其流程見(jiàn)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(chǎng)量，如應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)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(shí)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(duì)鋼板異步冷軋過(guò)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(diǎn)量映射到新網(wǎng)格上，繼續(xù)后續(xù)分析。所以對(duì)模具型腔定形部位應(yīng)選用小的網(wǎng)格尺寸。對(duì)于復(fù)雜 的 大變形金屬成形過(guò)程，往往難以用 — 成不變的單元網(wǎng)格把變形過(guò)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(jù) DEFORM中提供可選擇的材料力學(xué)模型， 加上任務(wù)書(shū)的要求，綜合考慮， 選取 AISI_1045_(201200)。在最近的國(guó)際范圍復(fù)雜零件 成形模擬招標(biāo)演算中， DEFORM3D 的計(jì)算精度和結(jié)果可靠性得到了普遍的認(rèn)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(qiáng)大的模擬引擎能夠分析金屬成形過(guò)程中多個(gè)關(guān)聯(lián)對(duì)象耦合作用的大變形和熱特性。 DEFORM 3D 是模擬 3D 材料流動(dòng)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(duì)稱面或周期對(duì)稱面，并且可以在后處理中顯示整個(gè)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(jié)果。 （ 8）實(shí)體之間或?qū)嶓w內(nèi)部的熱交換 分析既可以通過(guò)單獨(dú)求解，也可以通過(guò)藕合在成形模擬中進(jìn)行分析求解。 （ 6）單步模具應(yīng)力分析適用于多個(gè)變形體、組合模具、帶有預(yù)應(yīng)力環(huán)時(shí)的成形過(guò)程分析，所以方便快捷。 （ 4）它 的成型設(shè)備模 型有液壓壓力機(jī)、錘鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)、軋機(jī)、擺輾機(jī)等。 （ 2） 在前處理過(guò)程中它可以自動(dòng)生成邊界條件，這樣可以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。 (1)不在人工干預(yù)下它能夠進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)格重劃分，系統(tǒng)中集成了在任何必要時(shí)能夠自行觸發(fā)自動(dòng)網(wǎng)格重劃生成器，生成優(yōu)化的網(wǎng)格系統(tǒng)。如材料流動(dòng)、模具填充、鍛造負(fù)荷、模具應(yīng)力、晶粒流動(dòng)、金屬微結(jié)構(gòu)和缺陷產(chǎn)生等情況的分析。 DEFORM 家族中的 DEFORM3D 是在 — 個(gè)集成環(huán)境內(nèi)綜合建模、成形、熱傳導(dǎo)和成形設(shè)備特性進(jìn)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(wèn)題或者軸對(duì)稱問(wèn)題。 (3)它所適用的設(shè)備較多如液壓鍛機(jī)、鍛錘、摩擦壓力機(jī)、軋機(jī)、擺輾機(jī)等機(jī)器的模擬過(guò)程。 (1)該軟件可以對(duì)材料流動(dòng)、鍛造負(fù)荷、模具應(yīng)力、晶粒流動(dòng)性、產(chǎn)品缺陷等進(jìn)行分析。目前己有的 DEFORM 程序有 ： DEFORM2D(二維 )， DEFORM3D(三維 )，DEFORMPC(微機(jī)版 )， DEFORMPC Pro(微機(jī) Pro 版 ),DEFORMHT(熱處理 )。帶鋼廠的異步軋機(jī) ,軋輥直徑為 120 mm,現(xiàn)已軋出厚度 mm 的 薄帶鋼 , D /h 值達(dá) 2022， 且壓下不困難 ,用此軋機(jī)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(jī)根本達(dá)不到的 ， 故異步軋機(jī)適宜生產(chǎn)極薄帶材。理論和實(shí)踐足以證明 , 異步軋制可以使 D/h 值達(dá)到 10000 以上。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(zhǎng)度大的軋輥 , 并有多級(jí)支撐結(jié)構(gòu)的多輥軋機(jī) , 如二十輥軋機(jī) , 其原理就在于此。常規(guī)冷軋板帶時(shí) , 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(zhǎng)度增大和更大的單位壓力峰值 ， 當(dāng)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(chǎn)生塑性變形時(shí) ，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(zhuǎn)均是對(duì)稱的。 相對(duì)的 ， 還存在 IPV 軋制 ( Imperfect Asymmetrical Rolling )， 也稱不完全軋制。特別是對(duì)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。 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(dòng)的不同 ， 因而在變形區(qū)內(nèi)引起剪切變形 ，導(dǎo)致金屬表面質(zhì)量、金相組織、晶體位向和力學(xué)性能的變化。 由于搓軋區(qū)的存在 ，造成了軋制過(guò)程變形特點(diǎn)和金屬流動(dòng)的特殊變化。 異步軋制時(shí) ， 由于上下軋輥的線速度不同 ， 中性面將發(fā)生偏移 ，表現(xiàn)在輥縫出口端軋材中性面偏向快速輥一側(cè)。 金屬在軋制過(guò)程中 ， 按金屬流動(dòng)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(jiàn)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(shí) , 其頭部 首先與軋輥接觸， 且上輥比下輥的線速度高。近年來(lái)還出現(xiàn)了上下輥具有相同的輥徑與轉(zhuǎn)速 , 但依靠?jī)烧吣Σ料禂?shù)不同來(lái)實(shí)現(xiàn)異步軋 制。 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 異步冷軋技術(shù) 原理 2. 1 異步軋制技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 異步軋制輥速的不同是通過(guò)上下軋輥半徑不同或二者轉(zhuǎn)動(dòng)角速度不一樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 此時(shí) 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 。 近些年來(lái) ，隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，