模拟板带轧制三维变形的流面条元法

摘要

提出模拟板带轧制过程三维变形的一种新的数值方法——流面条元法。沿着金属的流动轨迹,将变形区划分为若干流面(曲面)条元,为方便分析和计算,又将其映射为平面条元。横向位移和高向位移的纵向分布被分别构造为四次曲线和二次曲线,其横向分布均用三次样条插值函数表示,高向分布均用二次曲线拟合。根据塑性力学流动理论,分析推导了变形区三维变形和应力的数学模型。与曾经提出的流线条元法相比,考虑了应力与变形沿高向的不均匀分布,实现了精确的三维分析和计算。仿真实例表明,该方法和模型符合实际,为板带轧制过程的三维力学仿真提供了一个新的实用工程数值方法。