内台阶截面环件轧制成形有限元模拟
CAE-无缝钢管轧管成形工艺过程的计算机模拟
2.轧辊和芯管： 刚体材料 四边形壳单元
校直分析的结果
塑性应变动画
Mises应力动画
校直后的钢管形状
1.钢管： 弹塑性材料 六面体实体单元
2.轧辊和芯管： 刚体材料（不考虑变形） 四边形壳单元
连轧定径分析的结果
塑性应变动画
Mises应力动画
校直过程模拟
1.共3组轧辊 2.每组轧辊有2哑 铃形凹辊，上下两 棍轴线夹角为30度 3.钢管受推力进入 第一组轧辊
弯管初始形状
校直分析的有限元模型
无缝钢管轧管成形工艺过程 的计算机模拟
轧管生产的基本过程
无缝钢管轧管的整个成形过程分为三个部分：
径过程的模拟
1.共7组轧辊 2.每组轧辊有3 个，构成圆形 3.轧制量： 0.1,0.15,0.25,0.3 0,0.35,0.38,0.40
连轧定径分析的有限元模型
无缝钢管轧制变形过程有限元模拟
无缝钢管轧制变形过程有限元模拟摘要：钢管的轧制过程是无缝钢管生产中的一个重要工序，是一个典型的非线性，热力耦合为特点的多机架孔型轧制过程，直接影响后续工厂加工和产品精确度计算，本文将215mmx14mm的毛管轧制过程作为研究，通过对孔径参数进行优化，并提高轧制后钢管尺寸的精确度作为最终目的。
对实际工厂生产数据进行分析，利用非线性有限元模拟软件建立三维热力耦合有限元模型，来实现仿真钢管的轧制过程，这对于完善轧制工艺具有十分重要的意义。
关键词：无缝钢管；轧制；变形；动力学；有限元模拟；无缝钢管是一种经济断面型材，广泛应用于社会生活的各个领域，在国民经济发展中占据主要的地位，近几年，我国在无缝钢管生产上增加速度远超粗钢生产，而且各行各业对于钢管的质量和产量越来越受到重视，从一定程度上说，行业的发展也促进了无缝钢管行业的发展，但随着无缝钢管的应用带给人们的生产和生活的便利，是国民经济建设中的重要原材料，国内的钢管质量和品种都无法满足实际生产需要。
据统计，我国的钢管从年产量，规格，品种等方面都低于发达国家，而且很大程度上是依赖于国外无缝钢管装备技术，自主创新能力不够，无缝钢管的供求矛盾日益突出，因此，尽管国内的生产量大，但对于精密度高的产品仍然无法满足。
此外，无缝钢管轧制技术正处于不断发展过程中，尤其是在轧制中的弹塑性变形过程，传统的解析方法很难精确分析真实的边界条件，几何双重非线性等，目前对于连轧管机的孔径设计主要还是参考人为的生产经验，有限元方法是综合考虑多种因素并对划分出来的小单元进行单独处理的一种塑性加工过程，经过有限元模拟能够对变形区状态进行定性和定量研究，以提高轧制工艺水平，从而提高产品质量。
一、当前钢管轧制生产技术所面临的现状无缝钢管轧制工艺技术是以长芯棒的连续纵轧为基础的，连轧管机已经有100多年的发展史了，但是在20世纪中连轧管技术才伴随计算机技术，液压技术等发展和广泛应用起来，并扮演着重要的作用，后来发展了三种典型的连轧管工艺，分别是全浮动芯棒，半浮动芯棒和限动芯棒连轧管工艺。
【精品】有限元数值模拟在锻造中的应用
有限元数值模拟在锻造中的应用有限元数值模拟技术在金属塑性成形工艺中的应用田菁菁（河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003）摘要：金属塑性成形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，有限元法是用于金属成形过程模拟中一种有效的数值计算方法。
本文详细介绍了弹塑性、刚塑性、粘塑性3种有限元法，系统地讨论了有限元模拟中的关键技术，即几何模型的建立、单元类型的选择、网格的划分与重划分、接触和摩擦问题等技术，并结合实例说明了三维有限元模拟在金属塑性成形领域中的具体应用。
最后，基于现存问题提出了自己的见解。
关键词：计算机应用；有限元法；综述；塑性加工1引言金属塑性成形过程是一个复杂的弹塑性大变形过程，影响因素众多，如模具形状、毛坯形状、材料性能、温度及工艺参数等，该过程涉及到几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等一系列难题。
金属塑性成形工艺传统的研究方法主要采用“经验法”，这种基于经验的设计方法往往经历反复修正的过程，从而造成了大量的人力、物力及时间浪费。
21世纪的塑性加工产品向着轻量化、高强度、高精度、低消耗的方向发展。
塑性精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少或免除切削加工、降低成本、节省原材料、降低能耗，当前的生产的发展，除了要求锻件具有较高的精度外，更迫切地是要解决复杂形状地成形问题，同时还要不断提高锻件地质量、减少原料的消耗、提高模具寿命，促使降低锻件成本、提高产品的竞争能力。
2有限元模拟在塑性成形领域的应用用于金属塑性成形过程数值模拟的有限元法根据本构方程的不同可以分为弹塑性有限元法、刚塑性有限元法和粘塑性有限元法，其中，刚塑性有限元法和弹塑性有限元法的应用比粘塑性有限元法更广泛。
2．1刚塑性有限元法刚塑性有限元法是1973年由小林史郎和C．H．李提出的。
由于金属塑性成形过程中大多数塑性变形量很大，相对来说弹性变形量很小，可以忽略，因此简化了有限元列式和计算过程。
刚塑性有限元法的理论基础是MarkOV变分原理，其表述是在所有满足运动学允许的速度场中，真实解使得以下泛函取极值：式中：为等效应力；为等效应变速率；为力面上给定的面力；为速度已知面上给定的速度；V为变形体的体积；S为表面积。
环模辗环成形新工艺及其数值模拟
环模辗环成形新工艺及其数值模拟作者：袁浩戴恩虎王小明房炜来源：《湖北农业科学》2017年第03期摘要：针对某一型号生物质燃料颗粒成型机用环模零件，设计了辗环工艺，运用SIMUFACT大型塑性加工有限元软件，实现了辗环工艺的数值模拟，有效预测了成形缺陷如毛刺、折叠、截面轮廓充不满等问题。
为了解决上述出现的辗环缺陷问题，通过优化模具结构和毛坯形状，得到合理的成形工艺方案，为环模锻件的精确辗环成形提供指导，并进行生产验证，产品合格。
关键词：生物质燃料；环模；辗环成形；毛坯设计；数值模拟中图分类号：S216.2；TH122 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0554-04DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.03.042Numerical Simulation of New Ring Rolling Process of Ring DieYUAN Hao1a，DAI En-hu1b，WANG Xiao-ming2，FANG Wei1b（1a.School of Agricultural Equipment Engineering；1b.School of Mechanical Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，Jiangsu，China；2.Liyang Hongda Mechanical Equipment Co. Ltd.，Changzhou 213331，Jiangsu，China）Abstract： A ring rolling process used in shaping biomass fuel particles was designed according to one certain type of ring die and it was simulated by Simufact software，which effectively predicted the molding defects，such as burrs，fold and pass not filled with material，etc. The die structure and the blank shape were optimized and a legitimate rolling process was obtained according to the simulation，which provided a guidence for ring die’s accurately rolling. By testing the product was up to standard.Key words： biomass fuel； ring die； ring rolling； FEA simulation； blank design近年来，各国对能源的需求量逐步增加，致使现有化石能源迅速消耗，能源危机愈发严峻[1]。
阶梯形轴承内圈冷辗扩成形与模拟研究
机。模具装备和外形 尺寸要 与之 匹配 ， 主要要求
是驱 动辊 与芯 辊 的 最小 与最 大 中心 距 ， 即辗 扩 完
毕时驱动辊与芯辊 的间距要大于最小中心距且小
于最 大 中心距 。工 艺 参 数 和 毛 坯 尺 寸 初 定后 ， 要
［］ ２利用成对辗扩 的形式开发出了锥形环件的冷
辗 扩 成 形 工 艺 。 是 由于 环 件 的 形 状 各 异 ， 但
４０７ Байду номын сангаас ３００ （ 武汉理工 大学， 湖北 武汉
摘要： 通过对 阶梯形环件 的成形工艺进行研究 ， 用理 论依 据初 步设计 了模具 和工艺参 数 ， 运 利用动力有 限元法 对阶梯形 内圈 的冷辗扩成形进行 了模拟分析 ， 为毛坯和部分工艺参数 的优化设计提供 了依据 。 关键词 ： 滚动轴承 ； 内圈 ； 冷辗扩 ； 限元分析 ； 有 阶梯 形环件
ｐｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ／ ｌ ，ａ ｄ ｔｅｆ ｔ ｌｍｅ ｔ ｔｏ ｓ ｄ ｔ ｎ ｌｚ ｅ ｃ ｌ ｏ ｉｇ ｆｒ ｎ ｆ ｅ ｔ ｇ ，ｗ ｉｈ ｐ ｏ ｒｃ ｓ ｆ ｔｐ ｉ ｉ Ｆ ｓ ｎ ｅ 血１ ｎ ｎ ｅｅｅ ｎ ｈ ｄ ｉ ｕ ｅ ａ ａ ｙｅ ｔ ｏｄ ｒＵ ｎ ｍｉｇ ｏ ｔ ｎ ｓ ｈｃ ｒ － ｈ ｉ ｉ ｍｅ ｓ ｏ ｈ ｏ ｈ ｉ ｖｄ ｅ ｔｅ ｒｔ ａ ｒｅ ｉｎ ｏ ｅ ｏ ｔ ｍ ｅｉｎ ｏ ｒ —ｐ ｒ ｎ Ｏ ｅ ｈ ｉ ｅ ｐ ｒｍｅｅ ｓ ｉｅ ｔ ｈ ｏｅ ｃ ｌｃ ｔｒ ｓｆｒｔ ｐｉ ｈ ｉ ｉ ｏ ｈ ｍｕ ｄ ｓｇ ｆｐ ｅ ａ ｔ ａ ｄ Ｓ ｍ ｔｃ ｎ ｑ ａ ａ ｔｒ ． ｓ ｅ ｕ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂ ａ ｉｇ ｔｐ ｉ ｉｇ ｃ ｌ ｏｌ ｇ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓ ｅ ｒ ；ｓ ｐｎ ｒ ； ｄ ｒ ｌｎ ； ｌｍ ｔａ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｇ ｎ ｏ ｉ ｅ ｓ
DEFORM软件在环轧方面的应用
DEFORM软件环轧工艺模拟仿真1 背景环轧属于回转塑性成形技术。
与传统的模锻、自由锻、火焰切割工艺相比，由于其具有环件精度高、质量好、生产效率高、节能节材、生产成本低等技术经济优势，成为目前生产各种无缝环形锻件的常用方法，广泛应用于机械、航空、航天等工业领域。
由于环轧是一个多因素作用下的塑性加工过程，具有高度的复杂性，以实验法进行研究时人力物力资源耗费量大，而各种理论分析方法也无法提供环件内部全面精确的应力、应变、温度场等信息。
采用专业的有限元数值模拟软件DEFORM 通过设置合理的参数均可得到接近实际的模拟结果，可以帮助工程师分析研究变形过程中温度场、等效应变场、轧制力的变化规律以及环件变形规律等，获得最佳工艺参数。
2 软件功能环轧工艺过程复杂，控制变量多，专业的工艺仿真软件DEFORM可以实现环轧三维动态全过程数值仿真模拟，可以帮助工程师准确研究轧件金属流动规律，以及对环轧工艺参数进行优化设计。
DEFORM软件环轧工艺仿真功能如下：1）Ring Rolling模块专门为环轧工艺而设计，操作方式流程化，简单易学；环轧专业模板2）环轧模块集成于MO模块中，可以实现多工序模拟仿真；多工序（预成形—环轧—…）模拟仿真3）Ring Rolling模块可以很方便准确实现复杂及多数量模具自动定位；具有普通环轧和车轮环轧专业模板；专业环轧模板4）DEFORM软件具有六面体自动网格划分技术、局部网格密化及网格重划分技术，保证模拟结果的高精度；六面体网格及局部密化技术5）可以实现轧制、温度及微观组织的耦合分析；DEFORM软件除了可以对成形和温度耦合分析外，还可以进行微观组织的耦合分析。
采用JMAK模型可以预测环轧成形过程中微观组织的演变，获得晶粒尺寸的变化。
环轧工艺微观组织预测6）可进行环轧变形过程模拟、模具应力及磨损分析7）可以实现隐式拉格朗日和ALE混合计算及显式求解计算。
DEFORM最新版本V11 隐式求解器对接触算法进行了优化，增强了局部接触处理能力，使得计算结果更加平稳；同时新增了显式求解器，提高了求解速度。
环件轧制三维有限元模拟中质量缩放方法的运用
环件轧制三维有限元模拟中质量缩放方法的运用作者：钱东升华林左治江袁银良摘要：阐述了环件轧制三维有限元模拟中运用质量缩放方法的意义及其理论依据，并对显式动力学有限元模拟中各种质量缩放方法进行了分类，给出了环件轧制模拟中质量缩放方法的选取原则。
最后基于ABAQUS/EXPLICIT操作平台，建立了铅环件的环件轧制三维有限元模型，通过具体模拟及分析比较计算结果对选取原则进行了验证，从而总结出了适合于环件轧制模拟的有效的质量缩放方法。
关键词：环件轧制有限元模拟质量缩放中图分类号：TG1 前言大变形动态非线性问题（nonlinear problem of dynamic large deformation）[1]的计算和分析可以说代表目前有限元分析的最高水平，也是目前还在处于迅速发展的领域,其包括的方面主要有：板料成型工艺的数值模拟（汽车覆盖件），汽车安全性碰撞的全过程计算，材料的体积成形工艺（挤压、锻造、轧制）的全过程数值模拟等，环件轧制的三维有限元模拟就属于其中的一种材料体积成形工艺的全过程数值模拟。
对于此类问题中存在的几何非线性和材料非线性问题，用于计算求解的方法主要有两种：静力隐式算法和动力显式算法。
静力隐式算法的特征是迭代计算，在每一时间步内需反复迭代，迭代收敛性会受许多因素的影响，在计算中须调整迭代以满足收敛，而且其计算时间随模型单元数量呈指数增长，所以其计算时间长。
而动力显式算法是递推计算，无需迭代，就时间步长直接进行递推计算，计算时间随单元数量呈线性增长，计算时间短，而且可以通过质量缩放来缩短计算时间，所以对于大规模计算和高度非线性问题[2]，动力显式算法总体效率要比静力隐式算法高，优势明显。
近年来，随着在板料成型及碰撞冲击领域得到日益广泛的应用，对于材料的体积成形工艺领域，人们也都开始采用动力显式有限元法对其进行过程模拟研究[3]，而且取得了较好的成效。
动力显式算法在有限元分析中通常被用来解决两类典型的问题：结构动力学响应分析和准静态分析（其中包括复杂的非线性效应和接触条件），而环件轧制的模拟则是其中的一种准静态分析。
基于ABAQUS软件环件冷轧三维有限元仿真建模分析精品PPT课件
1
一、三维建模--前处理 二、模拟分析--后处理
2
一、三维建模
1. 构建部件 2. 定义材料性能 3. 装配 4. 定义分析步 5. 定义接触 6. 定义载荷和边界 7. 定义网格 8. 建立任务
3
1. 构建部件
环件--变形体 轧辊--刚体
44
定义解析刚体表面
因为和环件接触的是外表
面，所以这里选择棕色
45
定义环件表面
按住“shift”， 就可选择多个 表面
46
定义环件表面
47
4. 定义分析步
设置分析步 ALE网格自适应划分设置 场输出定义
48
设置分析步
由于环件径向轧 制是个动态冷轧 过程，一般可理 想的认为是恒温 条件，因此分析 步类型选择“动 态，显示”
➢ 解析刚体仅用于建立壳或曲线，不能模拟任何形状的物体，当模 拟简单的刚体使用时，为接触分析提供刚性表面。 解析刚体不需要划分网格；离散刚体必须划分网格
➢ 解析刚体只输出和参考节点相关的结果（反作用力等），对于接触 问题如果要查看接触力、接触压力、切向滑移等结果，只能查看从 动面上的结果；离散刚体可以输出上述接触力、接触压力、切向滑 移等结果
36
2. Rotate Instance：指定旋转轴及旋转角度 选取两点，
确定一起个点旋转轴
37
装配过程中可能需要查询某些点的坐标
38
39
定义集合
定义的集合实际上是边界和载荷的赋予对象，所以解 析刚体可以直接选择其参考点为集合，而环件则需将 选取对象设定为“cells”后，将整个环件都选上
40
定义解析刚体集合
选中刚体的 参考点，中 键确认
台阶截面环件轧制锻透条件的三维有限元模拟
Ａ ｅ ｅＥ＃ ｃ 提供 的显式动力学有 限元算法 ， ｂｕ ｘ ｌ ｑｄ ｔ 模拟了 内台阶截面环件轧制成形过程 中塑性 变形情 况 ， 对 通过
轧制过程中不同压下量时台阶截面环件轴向不同高度处的等效应变分析 ， 得出了台阶截面环件轧制过程 中 的锻透规律 。 对台阶截面环件锻透状况分析及其生产中工艺的制定有一定的指导作用。 关键词 ： 滚动轴承； 环件； 轧制； 有限元分析； 等效应变
中圈分 类号 ：Ｈ１３ ３ ； Ｔ ３ ．３ 咖 ； ２２ ∞４ ．ｌ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：００—３６ （ ６０ １０ ７２卸 ）６—０１ —０ ０６ ４
材料成形新技术。
维普资讯
衰银 良等： 台阶截面环件轧制锻透条件的三维有限元模拟
・ｌ ７－
Ｉ 台阶截面环件锻透三维有限元模型
与芯辊接触 ， 而小孔 内环面处于悬空状态 。 直至环
同， 研究了环件截面的锻透情况 。然而 ， 实际的环
件轧制变形属予三维变形 ， 轧制锻透过程 中环件 沿高度方向不 同位置的塑性区分布是否相同并不
件轧制过程 即将结 束时。 小孔 内环面才与芯辊接 触。因小孔部分在 轧制过程 中是被动变形 的， 仅
的塑性区分布差别 ， 揭示 了压下量对塑性区分布
基金项 目： 国家 自然科学基金重点项 目（０３００ ； ５３５６）高校 青年教师奖项 目（ 教人司［０ ３３ ２ 】８ 号）
作者简 介 ： 良（９９ ， ， 士研 究生 ， 衰银 １７ 一）男 硕 研究 方 向为
应用CAE技术优化手机下盖产品及模具设计
中金属的流动特点 ：１ （ ）轧制初期等效应变在环件 内 外侧较大 。 明了变形 主要 集 中在环件 内外侧 ， 说 而环 件 中径处 变彤相对较小 ：轧制后期 由于环件壁厚减
１ 前 言
注射成型过程中 ，塑料熔体在模具 型腔 内的流
基金 项 目 ： 浙江 省教 育厅 科 研 项 目（ ０ ４ １ ８ ２０００ ）
动 、传热 过 程 是 非 常 复 杂 的 物 理 过程 。利 用 注 射模
Ｃ Ｅ技术可在模具制造之前 ， Ａ 对模具设计方案进行分 析和模拟来代替实际的试模 ， 预测设 计中潜在的缺陷
１ １７ ９ ． １ ６５ ９ ＋ １ ８０ ８ ．
２ － ５３ ２ ． ４２ ２ ． ７０
３． ８１ ３ ， ６８ ３ ． ９７
１ ． ９１３ １ ７９ ９ ． １ ６４ ８ ．
［ Ｇ ｙｎ Ｒ Ｊ ｅ ｕ ｔｎ ｎ ｓｆ ｅｓ ｎ 删 ｓ ｉｌｃｓＪ＇ ２ ２ ｕａ ． ｄ ｃｉ ｉ ｔ ｎｓ ｄ Ｈｓ ｉｒ ｅ 『ｌ ］ Ｒ ｏ ｉ ａ ｔ Ｊ ａ
台州 市星 星模 具 有 限公 司
应 百 亮
【 摘要】利用 Ｃ Ｅ模拟分析软件对手机下盖进行注射成型过程动 态模拟，预测可能发生的 Ａ
缺陷． 并针 对缺 陷情 况提 出优 化 方案 ， 对注射 成 型工 艺 、 产品壁 厚 设 计和模 具 浇 注 系统进行 优化 ． 最终 获得 手机 下盖 注射 成型 的最佳 方案 。
Ａ Ａ ｏｒａ ９ ５ ２ ＩＡ ｊｕｎｌ ６ ，（ ） ，１ ［］ 华林 ， 兴 高 ， ３ 黄 朱春 东． 件 轧 制 理 论 和技 术 【 ． 京 ： 做 环 Ｍ］ 北 机
27224987
Ｙａ ｇ， Ｚ ｎ Ｈ ，Ｌ Ｙ ｎ Ｍ ｈａ ， Ｌｉ Ｌｉ． ｉ ｕａ ｉｎｆ ｒＧｕ ｄ Ｓｍ ｌｔｏ ｏ ｉｅ
２ 赵玉 民， 彭巍 ， 杨金娥．阶梯形轴承内圈冷辗扩成形与模拟 研究 【】 轴承 ，０ ６ （） １ Ｊ． ２ ０ ，８ ：２—１． ５ ３ 袁银 良， 华林 ， 左治江 ， Ｌ形截面环件轧制进给速度对端 等． 面轴向宽展影 响的研究 【】机械制造 ，０ ６ （）２ ３ ． Ｊ． ２ ０ ，３ ： ８— ３ ４ 郭 良刚， 杨合 ， 吴越 江 ， 材料参数对环件冷辗扩工艺的 等．
如 图６ 示 。 所
８ 袁银 良， 华林 ， 钱东升 ， 内台阶截面环件轧制成 形有 限元 等．
模 拟 【】模 具 制 造 ，０ ６ （ ）８—１． Ｊ． ２ ０ ，５ ： １
△
从 图 ６ 力 云 图 来 看 环 件 形 状 比 较 理 想 。 为 环 应 图７ 件辗扩 的辗扩力 随时间 的变化 曲线 。 从 图７ 来 看 ， 制 力 随进 给 速度 的减 小 而减 小 ， 上 轧 并 且 随 着 时 间 的增 大 而 增 大 。 为 随 着 轧 制 时 间 的 增 因
Ｒ ｌｉ —ＥＡ ａｙｉｏ ｏ ｉｇ ｏ ｉｇ Ｊ． ａｅ ａｓ ｃ ｎ ｅ ｏ ３ Ｆ ｎ ｌ ｓ ｆ ｌ Ｒ ｎ ｌｎ ［ ］ Ｍ ｔ ｌ Ｓ ｉ ｃ ｌｎ Ｄ ｓ Ｃ ｄ Ｒ ｉ ｒ ｅ
Ｆ ｒ ｍ ， ００ ４ ｏ ｕ ２ ４， ７１ —４ ７２： ６０ —７６ ７ ４．
机械制造 ４ 卷 第 ５５ ６ ２ 期
内台阶截面环件轧制成形有限元模拟
内台阶截面环件轧制成形有限元模拟
袁银良;华林;钱东升;李超
【期刊名称】《模具制造》
【年(卷),期】2006(006)005
【摘要】基于Abaqus/Explicit提供的显式动力学有限元算法,建立了能反映内台阶截面环件轧制的边界约束模型,模拟了内台阶截面环件成形过程,对轧制过程中不同压下量的应力及等效应变变化进行了分析,并分析了在轧制过程中金属的流动特点,最后通过阶梯孔环件轧制实验,验证了轧制模型的可行性.
【总页数】4页(P8-11)
【作者】袁银良;华林;钱东升;李超
【作者单位】武汉理工大学,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TG7
【相关文献】
1.台阶截面环件轧制锻透条件的三维有限元模拟 [J], 袁银良;华林;钱东升;左治江
2.内台阶锥形环件轧制三维有限元模拟和工艺优化设计 [J], 韩星会;华林;兰箭;左治江
3.台阶截面环件轧制成形原理和工艺设计 [J], 华林;赵仲治
4.台阶截面环件轧制中的拉缩和壁厚变化规律 [J], 华林
5.毛坯截面形状对L形截面异形环件轧制成形的影响 [J], 彭谦之;李建军;余三山;朴学华;张强;隆如军;潘勇;周桂林;刘克明;李小龙
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基于ABAQUS软件环件冷轧三维有限元仿真建模分析
104
网格类型
网格划分技术
105
网格类型
网格划分技术，常用的有以下几类
Structured（结构化网格）：一般应用于一些简 单的几何区域，采用该技术的区域显示为绿色 Sweep（扫掠网格）：首先在面上生成网格，然 后沿扫掠路径拉伸，得到三维网格。采用该技术 的区域显示为黄色。 Free（自由网格）：最灵活的网格划分技术，几 乎可以用于任意的几何形状。采用该技术的区域 显示为粉色。
8
环件外径=68mm, 内径=48mm，高度=24mm 1. Extrusion：先作出底面形状，再沿轴向拉伸
(1) 输入圆心点
9
(2) 输入圆心直径一点坐标
10
(3) 同上操作，作外圆
11
(4) 沿轴向拉伸
输入拉伸高度
12
2. Revolution：先作出截面形状，再绕轴线旋转
(1) 作出方形截面：输入对角两点坐标
52
ALE自适应网格划分设置
53
ALE自适应网格划分设置
54
ALE自适应网格划分设置
55
场输出定义
场变量输出结果（field output） 这些变量的输出结果来自于整个模型或模型的大部分区 域，被写入数据库的频率相对较低，用来在后处理模块中 生成云纹图、变形位移图、矢量图和XY图 历史变量输出结果（history output） 这些变量的输出结果来自于模型的一小部分区域，被写 入输出数据库的频率相对较高，用来在后处理模块中生成 XY图
85
定义导向辊的边界条件
86
定义导向辊的边界条件
选择刚建立的 幅值
87
定义导向辊的边界条件
导向辊z方向边界条件也是同样的方法定义
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２ 有 限元 模 型 的 建 立
２ １ 显式 动 力学 有 限元基 本理 论 ． 显式算法 是基 于时间的 中心差分格式 ． 使有限元
离散 方 程 的计 算 显式 化 ， 而没 有 了整体 切 线刚 度 矩 从 阵 ， 这 是 隐 式 方 法 所 需 要 的 ， 而 同时 ， 计算 时 不 需 在
式动 力学 算法 ， 台阶 截 面环 件 轧 制 进 行 了有 限元 模 对 拟 ， 拟 了内 台 阶截 面环 件 成 彤 过 程 ， 轧 制 过 程 中 模 对
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￣ Ｒ ｉ由 超ＩｔＩＭＯＵ具 Ｕ Ｎ 国 口梗Ｌ ｉ 田 Ｄ Ｍ
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ＣＨＩ Ａ ， Ｎ ￣ＵＲ
－ 具 ＣＡ Ｄ／ 模 ＣＡ Ｍ ・
内 台 阶 截 面 环 件 轧 制 成 形 有 限 元 模 拟
武汉理 工大 学 （ 北武 汉 湖 ４０７ ） ３ ００ 袁银 良 华 林 钱 东升 李 超 【 要 】基 于 Ａｂｑ ｓ ｘｌ ｉ提供 的显式 动 力学 有 限元 算 法 ， 立 了能反 映 内台阶截 面环件 摘 ａｕ／ ｐｉ ｔ Ｅ ｅ 建
件 或 毛坯 生 产 的一 种 少 无 切 削 塑 性 加 工 工 艺 方 法… 。 它 是通 过 对 环形 端 面 的局 部 连 续 轧 制 ， 小 直 径 厚 截 将
面 的环形 毛坯 逐渐 轧 制成 大 直 径 的薄 截 面 的环 件 在 轧制 过程 中 ， 图 １ 示 ， 动 辊 绕 固定 轴 旋转 。 如 所 驱 同时
辊
作旋转轧制和直线进给运动 ； 芯辊 为被动辊 ， 作从 动
旋 转 轧 制运 动 ；导 向辊 和 信 号 辊 都 为 可 自由 转 动 的 辊 。在 驱动 辊作 用 下 ， 件 通过 驱 动辊 与芯 辊 构 成 的 环 轧制 孔 型产生 连续 的局 部塑性 变 彤 。当环 件 经过 多 转 轧制 变 形且 直 径扩 大 到 预定 尺 寸 时 。 环件 外 圆表 面 与
关键词 ：显式 动 力学 ；压 下量 ；环件 轧制 ：等效 应 变
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌｍ ｅ ｔ Ｓ ｍｕ ａ ｉｎ ｔ ｈ ｌ ｎ ｏ ｍ ｉ ｇ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｉ ｌ ｔｏ ｏ ｔ ｅ Ｒｏｌ ｇ Ｆ ｒ ｎ ｆ ｉ
Ｉ ｎ ｒ． ｔ ｐ ． ｒ ｆｌ． ｔｏ ｎ ｒｓ ｎ ｅ — ｅ ． ｏ ｅ． ｃ ｉ ｎ Ｒｉ ｇ Ｐａ ｔ Ｓ Ｐ ｉ Ｓ
１ 引 言
不 同压 下 量 的应 力 及 等效 应 变 变 化进 行 了分 析 ， 分 并 析 了在轧 制 过 程 中金 属 的流 动特 点 ， 后通 过 阶梯 孔 最 环 件轧 制 实验 ， 验证 了轧 制模 型的 可行 性 。
台阶截面环件轧制成形是齿轮 、 承 、 兰等零 轴 法
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轧制 的边 界约 束模 型 。 模拟 了 内台阶截 面 环件成 形过程 ． 轧制 过程 中不 同压 下 量 的应 力及 对
等效 应 变变化进 行 了分 析 ， 并分析 了在 轧制 过程 中金属 的流 动特 点 ， 最后 通过 阶梯 孔 环件轧
制 实验 ． 证 了轧制 模 型 的可行 性 。 验
信号辊接触 ， 驱动辊停止直线进给运 动并 返 回， 环件
轧制 过程 结束 。 动辊 旋 转 轧制 运 动 由 电动 机提 供 动 驱
图 １ 内台 阶 环 件 轧 制 简 图
力 ， 线 进 给 运 动 由液 压 或 气 动装 置 提 供 动 力 。 它 直 其 轧辊在 与环 件 的摩 擦作 用 下 转 动【 ３ 】 。
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