异步轧制金属三维塑性变形分析

异步轧制金属三维塑性变形分析
随着国内通讯信息产业与食品、家电等各行业的飞速发展，市场对各种金属极薄带材的需求量急骤上升。

目前生产冷轧薄带大多使用多辊轧机，但其造价昂贵、结构复杂、安装调试困难。

而异步轧制工艺能显著降低轧制力，从而生产出极薄带材，且造价低，能耗小，但由于其变形机理尚不明确，导致轧制过程中对板形的控制很难把握，所以还未被广泛应用。

这要求人们深化对轧制过程的认识，而传统的平面应变轧制理论，由于不考虑金属的横向流动，不能分析和解决轧制过程金属三维应力与变形的分布规律，使得关于三维轧制理论的研究尤为重要。

关于三维轧制理论模型，虽然已提出了许多研究方法，取得了大量进展，但对于异步轧制的金属三维变形理论研究还不完善。

本文以冷轧板带的异步轧制过程为具体研究对象，在条元法的理论基础上，考虑流动速度、应力、应变等参数沿板厚方向的不均匀分布，推导出中性点坐标公式及前、后滑区和搓轧区的单位轧制压力等沿接触弧的分布公式，进而得到异步轧制时的轧制压力、应力等力能参数，建立适用于异步轧制的金属三维塑性变形模型。

基于上述的理论模型，对某厂异步轧制过程进行仿真，得出轧件上、下表面的速度、应力、应变速度、单位轧制压力、出口横向位移、前后张应力以及单位摩擦力等沿接触弧的分布情况，分析其变形机理。

并分析压下率、异速比等工艺参数对轧制力、等效应力和等效应变的影响，以及不同入口厚度对轧制压力的影响。

对异步冷轧薄带的仿真实例表明，各力参数分布的计算结果与实验结果吻合较好，从而证明计算结果是可靠的。