一种棒材孔型轧制的有限元模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种棒材孔型轧制的有限元模拟方法，属于棒材孔型轧制生产技术领域。该方法包括步骤：步骤S1、建立连铸坯网络模型；步骤S2、建立轧辊模型；步骤S3、将孔型系统和影响表面缺陷的工艺参数载入工况进行模拟；步骤S4、对模拟结果进行后处理，获取等效应变速率和等效应力的变化曲线，得到最大应变速率和最大应力突变值，判断产生表面缺陷的倾向，得出优选结果。本发明专利技术通过有限元方法对连铸产生的类长方体坯料孔型轧制过程进行模拟，获得等效应力和等效应变速率在整个轧制过程中的变化曲线，根据轧制过程的应力变化情况，对轧件表面缺陷演变过程进行推断，得到优化的孔型系统和工艺参数，有效降低棒材的表面缺陷，提高产品性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于棒材孔型轧制生产，更具体地说，涉及一种棒材孔型轧制的有限元模拟方法。

技术介绍

1、孔型轧制是大规模生产棒材的方法之一，大部分棒材、线材生产都依靠于孔型轧制生产。孔型轧制过程中可以分为粗轧过程和精轧过程。

2、棒材在轧制过程中出现表面缺陷的原因主要有两种：第一种是连铸坯本身缺陷导致，即连铸坯内部的气孔、夹杂、第二相等流动到表面造成轧辊的表面缺陷。第二种是金属流动导致，主要分为以下两类方式：(1)两股或两股以上金属对流汇合形成：在金属塑性变形过程中，由于某处的金属流动速度较慢，而在邻近部分均已充满时，此处仍缺少大量金属，形成空腔，于是相邻部分的金属便往此处汇流形成折叠。(2)当一股金属急速大量流动，进而引起邻近部分的表层金属跟随流动，两者汇合而形成的折叠，导致边部折叠，产生表面裂纹。其中，金属流动导致的折叠可控制。

3、为了保证在精轧过程的坯料尺寸，在粗轧过程中通常选择压下量较大的热轧工艺。

4、经检索，专利cn102201020a公开了一种数值预测金属薄板冲压后表面缺陷的方法和系统，本专利技术的一个方面包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种棒材孔型轧制的有限元模拟方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中建立1/4模型的圆角，采用自动划分的方式进行建模。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，连铸坯平行于xoz轴的内侧设定为10个节点，外侧设定为9个节点，连铸坯平行于yoz轴的内侧设定为12个节点，外侧设定为11个节点，圆角圆弧处设定为9个节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中轧辊模型的几何刚性模型的建立包括步骤：建立轧辊和推板为刚体，导入步骤S1建立的连铸坯网络模型，设定为弹塑性变形体，建立轧辊和连铸...

【技术特征摘要】

1.一种棒材孔型轧制的有限元模拟方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中建立1/4模型的圆角，采用自动划分的方式进行建模。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s1中，连铸坯平行于xoz轴的内侧设定为10个节点，外侧设定为9个节点，连铸坯平行于yoz轴的内侧设定为12个节点，外侧设定为11个节点，圆角圆弧处设定为9个节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中轧辊模型的几何刚性模型的建立包括步骤：建立轧辊和推板为刚体，导入步骤s1建立的连铸坯网络模型，设定为弹塑性变形体，建立轧辊和连铸坯之间的接触关系和接触表，定义轧辊和连铸坯之间的摩擦系数、换热系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中所述结构参数包括800～1200℃温度范围内的塑性流动应力应变曲线、杨氏模量和泊松比。

6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王萍，王天宇，朱兴治，邢晓玉，叶松，黄贞益，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：