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1、24重型机械2008No5H型钢热连轧过程的有限元分析11211张海龙,张勤河,孟凤英,李永明,陈举华(1山东大学,山东济南250061;2南京农业大学,江苏南京210031)摘要:热轧H型钢连轧过程中轧件塑性变形量较大,有限元分析会引起单元畸变问题。根据实验获取的金属材料Q235在高温下的应力-应变曲线,采用网格畸变控制对连轧过程进行了有限元分析,顺利实现对H型钢连轧过程的模拟,通过对H25012569规格H型钢连轧过程的分析及结果验证,证实了该分析方法的可行性及有效性,为研究H型钢连轧工艺和预测成品外形提供了一
2、种新思路。关键词:H型钢;连轧;网格畸变控制;有限元中图分类号:TG3354文献标识码:A文章编号:1001-196X(2008)05-0024-04FEManalysisofH-beaminhot-continuous-rollingprocess11211ZHANGHailong,ZHANGQinhe,MENGFengying,LIYongming,CHENJuhua(1ShandongUniversity,Jinan250061,China;2NanjingUniversityofagriculture,Nanjing210031,China
3、)Abstract:Basedonthestress-strainofQ235whichwasobtainedbythermo-mechanicaltest,agridelementdistortioncontroltechniquewasusedsuccessfullyinsimulationofH-beamhotcontinuousrollingwithFEManalysis,whichcontributestosolvetheproblemthatasexcessivemetaldeformationhappensintheprocessofhotcontinuo
4、usrollingofH-beam,elementdistortionmaybecausedwhenFEManalysisistaken.ThroughananalysisandresultverificationofH25012569steelhotcontinuousrollingprocess,themethodisprovenfeasibleandeffective.Thishaspresentedanewconcepttothestudyoftheprocessandtotheforecastingoftheshapeofthefinishedproduc
5、ts.Keywords:H-beam;hotcontinuousrolling;distortioncontro;lfiniteelementmethod[4-5]元模拟,贺庆强等利用ABAQUS/EXPLICT1引言对H型钢开坯过程的热力耦合以及粗轧过程进[6-9]近年来,对金属塑性成形如锻造﹑挤压﹑平行了系统的有限元分析。国外学者对此也进辊轧制等领域的分析已广泛采用数值模拟技行了相关的研究,而对型钢连轧过程的研究[1]术,对于H型钢的轧制过程的数值模拟分析,较少。[2]国内一些学者,如崔振山等采用有限变形热型钢连轧过程中金属变形量较大,对于大变弹塑性有限元方法分析H
6、型钢万能轧制过程,形金属塑性成形过程的仿真通常较多的采用网格[3]朱国明等利用ANSYS/LSDYNA对H型钢矩形[5]重构技术,网格重构需要两个步骤:先提取坯开坯轧制4道次进行了显式动力学弹塑性有限旧网格的边界,生成新网格;再将历史场变量如节点温度值、单元应变值从旧网格中插值到新网收稿日期:2008-06-20;修订日期:2008-07-10格中。采用重构虽然能实现连轧仿真,但是与实基金项目:山东省科技创新项目(2003182)高等学校博士点学科专项基金(20050422032)际问题存在差距,例如不能综合考虑连轧过程轧作者简介:张海龙(1983-),男,山东大学硕士研
7、究生。机间的张力等。采用Abaqus截面控制技术(sec2008No5重型机械25tioncontrol)以及网格畸变控制技术(distortion导数;为物体的密度;u∀i为分量i方向的加control),在模拟轧制过程中对网格变形进行适速度。当的控制,能避免网格畸变的产生,顺利实现对(2)几何方程H型钢连轧过程的模拟,并对模拟结果进行简单1ij=(ui,j+uj,i)(2)的分析。2式中,ij为应变张量;ui,j、uj,i为相对位移张量。2材料本构模型实验(3)本构方程为了提高H型
