H型钢轧制有限元模型研究及应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.comVolI41．No．11第41卷第11期钢铁IronandSteelNovember20062006年11月H型钢轧制有限元模型研究及应用段明南，臧勇，马光亭，秦勤(1．北京科技大学机械工程学院，北京100083；2．莱芜钢铁集团有限公司中型型钢厂，山东莱芜271104)摘要：研究了H型钢轧制过程仿真中的几何模型、材料模型和边界条件的设定问题，重点研究了断iliiI-网格的合理分布。利用该优化模型成功地对H型钢轧制过程进行了仿真分析，取得了H型钢轧制过程中的金属流动规律、残余应力分布及立辊的水平压下偏差对轧件变形和轧制力的影响规律。结

2、果表明，建立的H型钢轧制过程有限元仿真模型合理，能为生产实践提供理论参考。关键词：万能轧制；有限元模型；仿真}H型钢中图分类号：TG333．71文献标识码：A文章编号：0449—749X(2006)II-004204FEMModelofH-BeamRollingandItsApplicationDUANMing—nan，ZANGYong，MAGuang—ting，QINQin(1．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．Medium—Siz

3、edProfiledBarPlant，LaiwuIronandSteelGroupCo．，Laiwu271104，Shandong，China)Abstract：Thegeometrymodel，materialmodelandboundaryconditions，especiallythedistributionofmeshinthesectionofH-beamforthesimulationofH—beamrollingonuniversalmillwereinvestigatedintheFEMmodelestab·。lishingwithMSC．MARCsoftware．

4、WiththeoptimizedmodeltherollingprocessofHbeamweresimulatedSUE—cessfully．Severalusefullawswereobtainedsuchasthematerialflow，thedistributionofresidualstressinthesee—tionduringroiling，andthedeviationofflangedeformationandrollingforcecausedbythehorizontalpositionerrorofverticalrolls．Theresultsshow

5、thattheestablishedFEMmodelisrationalandsuitableforpractise，providingatheoreticalreferenceforproduction．Keywords：universalrolling；FEAmodel；simulation；H—Beam轧件的变形及其与孔型之间的关系是孔型设计1．1几何模型及轧制工艺参数设置的决定因素。然而H型钢的模型仿真对象是中型型钢厂的万能精轧机，轧热轧变形过程异常复杂，在万能轧机孔型中，由于翼件截面参照该厂生产实际的型钢截面数据。有限元缘与腹板的变形相互影响，再加上温度场的变化等动态模型

6、包括以下5部分：其它因素的影响，给轧制变形的解析造成极大困难。(1)轧件：设为柔体，研究其变形及应力变化；研究人员采用有限元仿真技术对轧制过程进行动态(2)水平轧辊：定义为刚性主动辊；仿真，取得了很有参考价值的结果n矗]。然而，仿真(3)立辊：定义为刚性从动辊；结果精确与否与所建立的轧制模型密切相关，本文(4)对称剖分面：利用H型钢截面的对称特讨论了利用MARC软件对H型钢轧制仿真模型中性，模型仅取截面的1／4，通过在剖分面施加对称面的网格模型、材料模型和边界条件的设定问题进行接触来实现和原整体结构的同等效应；研究，并重点讨论了断面上网格的合理分布问题，建(5)后推板：定义为刚性面

7、；起帮助咬入作用，立了合理的有限元模型，然后利用该模型成功地研在实现稳态轧制后，后推板能及时脱离轧件。究了H型钢轧制过程中的金属流动规律、残余应力H型钢的三维轧制模型如图1所示。分布及立辊的水平位置误差对轧件变形和轧制力的1．2材料模型影响规律等轧件因受到孔型的挤压及摩擦的综合作用，发生复杂的弹塑性变形材料的变形抗力曲线直接影1H型钢轧制模型的建立及优化响轧件的变形及应力分布，故正确定义材料模型是采用有限元软件MSC．MARC建立H型钢三再现实际轧制状态的关键。确定变