根据其研究结果可以的得出:搓轧区的大小会对轧制压力以及轧制力矩产生较大的影响。而且轧制工艺也会对其产生影响:异速比的加大会导致搓轧区的增大,这会导致轧制力和上轧辊轧制力矩的变小。而当异速比增加到一定值的时候,转速较慢一侧的轧制力矩会减小为负数。轧辊水平偏移距离的增加将致使搓轧区的增大,这会使得轧制力的增加。压下量的增大将致使搓轧区变小,从而导致轧制力和上下轧辊轧制力矩的增加。上下轧辊与轧件之间的接触面的摩擦条件的改变也会导致搓轧区的改变。并且搓轧区会随着摩擦的变大而变小。

图1-5轧制塑性区受力图[2]

根据文献[18]所述蛇形轧制技术在轻合金轧制领域有着很多应用,这种轧制技术能够确保轧材内部有充分的变形,从而能够保证轧材拥有较好的平直度。

1。3 金属变形与有限元模拟技术

1。3。1 金属塑性变形理论

在金属的塑性变形的研究中,实验研究、解析理论研究和数值模拟研究是目前应用最为广泛的二种研究方法。塑性成形过程的实验研究是最直接、最可靠的研究方法,可为研究人员提供直观的实验结果。但是实验研究耗费大量的人力、物力并且需要大量时间成本,并且实验研究不便于直接观察物体内部的某些参量的变化,不利于理解塑性成形本身的机理。理论解析法根据成形过程的特点进行简化假设,将三维成形过程简化为平面问题或者轴对称问题,通过联立应力平衡微分方程和屈服方程求解不同成形条件下成形结果的解析表达式。理论解析法有利于理解复杂变形过程中变形条件对变形结果的作用机理。但是,由于理论解析法存在许多假设条件,在求解某些复杂问题时存在局限性。数值模拟研究可以在计算机上进行塑性成形过程的仿真研究,可以获得整个时问区问内、变形体任何节点的计算结果,比理论解析结果更为精确、全面,并且可用于目前难以进行实验研究的塑性成形技术。然而,数值模拟研究中的边界条件、材料参数等条件的确定必须以实验测试为前提,并且数值模拟模型的精确性需要得到实验的验证。因此,只有结合各种研究方法,才能深刻理解塑性成形过程的机理,更加深入、高效、准确地开展研究上的工作。

1。3。2 金属成形的有限元模拟技术

Marc具有非常出众的结构分析能力,可以解决各种线性或者非线性结构问题。Marc软件提供了丰富的单元库和材料库,并具备高稳定性、高精度和收敛速度的非线性分析求解器。它提供强大的网格自适应功能,可有效提供数值模拟计算的精度和计算效率。此外,Marc具有网格重划分的功能,可纠正过渡变形的网格,确保模拟计算能顺利进行。还具备对非结构的场问题、多场耦合问题进行分析计算的能力,可以处理包括对流、辐射、相变等问题,并可以模拟热-流-固、土壤渗流、声-结构、电-磁、电-热等多种耦合问题。提供了开放式的用户程序接口,同时可满足高级用于的特殊需求,使用嵌入子程序实现某些复杂功能。这些用户子程序接口覆盖了从几何建模、网格划分、边界条件设定、材料属性设置、分析求解及后处理等所有有限元分析环节,以最大程度地满足用户的需求。开放式的用户接口使得软件的有限元分析能力得到极大地扩展。由于软件在结构分析、网格自动重划、多场耦合及二次开发接口等方面的优良表现。常常被用作于各种金属有限元分析。Marc采用Fortran语言对软件进行二次开发,建立轧制金属的流变应力模型,实现轧制过程的温度、应力应变及微观组织的相互耦合的有限元数值模拟,对轧制工艺进行优化。

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