【技术实现步骤摘要】
一种超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法
本专利技术涉及一种超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法，属于有色金属加工工艺模拟
技术介绍
高强高韧铝合金厚板是现代航空、航天、船舶制造及交通运输等领域中极为重要的结构材料。热轧是制造高强高韧铝合金厚板工艺中最关键的工序，即变形手段。通过热轧可实现板材的大变形，消除铸造缺陷、细化晶粒，从而增强板材的整体性能。但是，由于受现有轧机开口度及坯料原始厚度的限制，同步轧制难以实现大厚度铝合金板材的充分和均匀变形，造成轧板表面和中心的变形、组织和性能的不均一，产品残余应力过高等问题，成为高强高韧铝合金厚板制造技术中迫切需要解决的难题。试验表明，错位异步轧制可实现在不增加压下量的前提下，增加被轧制板材的变形量，有利于增加轧板的中心变形，提高轧板变形和组织的均匀性。如图1所示，错位异步轧制工艺的原理是将异步轧机一侧的慢速轧辊沿轧制传送方向调整一错位量S。由于在异步轧制过程中板坯上、下应变量不同，板坯会向慢速轧辊一侧弯曲，将慢速轧辊向轧制传送方向错位，将会对板坯施加一个与板坯弯曲方向相反的作用力，从而有助于减小板坯的弯曲。与异步...
【技术保护点】
1.一种超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法，其特征在于，它包括步骤：1)建立数值模拟系统，数值模拟系统包括传热模型、材料模型、摩擦模型、本构方程、组织演变模型，以及采用CAD软件建立的上、下轧辊和超厚板坯的几何模型；2)向数值模拟系统输入边界条件、材料参数、工艺参数；3)数值模拟超厚板坯经过第N道次的轧制过程：3‑1)基于数值模拟系统，采用有限元法分步数值模拟板坯接触上、下轧辊进入咬入非稳态变形轧制阶段；3‑2)基于插值公式实现有限元法模拟向有限体积法模拟转换的各物理场量数据的传递；3‑3)基于数值模拟系统，采用Euler网格的有限体积法数值模拟板坯进入稳态变形轧制阶段；...
【技术特征摘要】
1.一种超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法，其特征在于，它包括步骤：1)建立数值模拟系统，数值模拟系统包括传热模型、材料模型、摩擦模型、本构方程、组织演变模型，以及采用CAD软件建立的上、下轧辊和超厚板坯的几何模型；2)向数值模拟系统输入边界条件、材料参数、工艺参数；3)数值模拟超厚板坯经过第N道次的轧制过程：3-1)基于数值模拟系统，采用有限元法分步数值模拟板坯接触上、下轧辊进入咬入非稳态变形轧制阶段；3-2)基于插值公式实现有限元法模拟向有限体积法模拟转换的各物理场量数据的传递；3-3)基于数值模拟系统，采用Euler网格的有限体积法数值模拟板坯进入稳态变形轧制阶段；3-4)基于插值公式实现有限体积法模拟向有限元法模拟转换的各物理场量数据的传递；4)N增加1，重复执行3)，直至板坯经过所有道次全部轧制完毕，进入5)；5)数值模拟完成，获得的数值模拟结果包括传热模型输出的轧板温度场分布情况、材料模型与本构方程、摩擦模型相结合输出的应力应变场分布情况、组织演变模型输出的错位异步轧制过程中的再结晶分布情况；其中：N从1开始，道次数量大于等于8。2.如权利要求1所述的超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法，其特征在于：在所述步骤2)中：所述边界条件包括所述板坯的厚度和长度、所述板坯的压下量、轧制初始加热温度；所述材料参数包括板坯材料的型号、强度、硬度、弹性模量；所述工艺参数包括道次数量、板坯传送速度、上、下轧辊间的错位量和异速比。3.如权利要求1所述的超厚板坯多道次轧制工艺的数值模拟方法，其特征在于：所述咬入非稳态变形轧制阶段分为若干步进行模拟：A)设定初始有限元网格及其边长，和所述板坯的初始步长，将所述板坯、所述上、下轧辊的几何模型用初始有限元网格划分，其中，初始有限元网格为边长相等的四面体网格；B)所述板坯传送进行轧制，轧制过程中若有限元网格发生畸变，则此步模拟停止；C)根据板坯变形程度，重新给出板坯对应几何模型的有限元网格的新边长，和...
【专利技术属性】
技术研发人员：程磊，黄国杰，肖伟，王建伟，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。