条层法及其对板带轧制三维变形的仿真

摘要

提出一种模拟板带轧制过程三维变形的新的数值方法——条层法。首先沿高向将变形区均匀地划分为若干层,然后再沿着金属的流动轨迹将变形区内的每层带材划分为若干流线条元,为了方便分析和计算,又将流线条元映射为矩形条元。横向位移的纵向分布被构造为四次曲线,横向分布用三次样条插值函数表示,高向分布用二次曲线拟合。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。与作者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。关于热带钢连轧和厚板轧制的仿真实例表明,提出的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。