论文--Abaqus中材料模型对带钢拉矫过程仿真计算的影响分析

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1、Abaqus中材料模型对带钢拉矫过程仿真计算的影响分析摘要：带钢拉矫时延伸率是通过施加的张力和压下量来获得的。在工程设计中，延伸率的计算精度决定了相关工艺参数的合理选取，利用有限元软件来对拉矫过程进行仿真不失为一种有效的方式，而带钢材料的机械性能参数对延伸率仿真结果有较大的影响。本文通过比较了不同材料模型和强化准则下延伸率仿真结果与实验结果的差异，得出了在仅已知材料屈服强度、强度极限和伸长率等参数的条件下，通过对材料的塑性段进行适当线性简化，并采用等向强化准则（isotropic），其计算结果与实验结果更加接近。关键词：拉矫，延

2、伸率，材料模型，线性强化，等向强化Effectofthematerialmodelonsteelstrip’selongationduringtensionlevellinginAbaqusAbstract:Thispaperintroducesthatsteelstrip’selongationisdeterminedbytensionandintermeshandtheaccuracyofelongationcalculatingdeterminesthevalueoftension.Itisaneffectivewayth

3、attheprocesssimulationoftensionlevellingiscarriedoutinAbaqus,buttheparametersofmaterialmodelhasadirecteffectontheresultofelongation.Thelinearisotropichardeningbringsabetterconsistencyoftestingresultswiththesimulatingones.Keywords:tensionlevelling,elongation,materialm

4、odel,linearhardening,isotropic41.前言带钢拉矫时的延伸率计算可采用解析计算和仿真计算两种方法。采用解析计算时，带钢弯曲半径的计算目前还没有非常有效的计算方法，因而会影响延伸率的计算精度，而采用有限元计算也不失为一种有效的方式，尽管会受到计算效率的影响，但其结果比较接近实际，因而在工程设计计算中也经常被采用。在两种计算方法中，除了拉矫张力、拉矫机几何位置及主要结构参数外，材料模型也都是计算必须输入的参数。本文利用Abaqus有限元分析软件，通过比较不同的材料模型在相同几何模型和边界条件下的计算结果，

5、并结合实验结果来分析有限元计算中材料模型对拉矫过程延伸率的影响。2.带钢拉矫过程仿真建模及分析[1][2]2.1材料模型本文中材料模型的原始参数均来自厚度为1.8mmSPHC热轧带钢的拉伸实验数据，基于篇幅考虑，没有给出详细的拉伸曲线数据，仅给出了其拉伸曲线图，如图1所示。表1为1.8mm带钢进行拉伸实验后获得的主要机械性能参数。基于所得的材料拉伸实验数据，构建了两种用于有限元分析的材料模型，第一种为线性强化模型（即双线性模型），第二种为对带钢实际拉伸曲线的塑性段先进行指数拟合再离散处理后获得接近实际拉伸曲线的真实材料模型，如表

6、3所示。图11.8mmSPHC热轧带钢的拉伸曲线4图2线性强化材料模型表11.8mmSPHC带钢的机械性能屈服强度MPa强度极限MPa伸长率εδ259.54372.700.3724表2线性强化模型参数名义应力MPa名义应变真实应力MPa塑性应变259.540.001236259.860372.700.3724511.490.3141表3真实材料模型参数序号真实应力MPa塑性应变序号真实应力MPa塑性应变1259.86014433.670.1735672283.920.04553215440.780.183553305.170.0

7、5681616447.570.1934364323.820.06798417454.080.2032255340.300.07903718460.360.2129196354.960.08997719466.430.2225217368.090.10080420472.340.2320328379.950.11151921478.100.2414549390.730.12212522483.730.25078710400.610.13262323489.260.26003411409.730.14301524494.690.26

8、919712418.220.15330125500.040.27827613426.170.16348526505.320.287274线性强化材料模型采用如下方法获得：根据拉伸实验获得的屈服强度σs、强度极限σb以及伸长率εδ，构建如图2所示的双线性材料模型，