D0I:10.13374f.issnl00103x.203.02.009 第35卷第2期 北京科技大学学报 Vol.35 No.2 2013年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2013 热轧带钢金属横向流动及影响因素 李成伟，王晓晨四，杨荃，王连生 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 这通信作者，E-mail:wangxiaochen@ustb.edu.cn 摘要提出了一种分析热轧带钢金属横向流动问题的新方法.首先使用ANSYS软件建立辊系·轧件静力学耦合模 型，计算并提取变形后工作辊有载辊形曲线：然后使用ANSYS/IS-DYNA建立动力学分析模型，采用已得到的有载辊 形曲线，模拟带钢轧制过程，求解得到沿带钢全宽的横向流动状态：并进一步分析了弯辊力、工作辊辊形以及来料凸度 变化等因素对带钢金属横向流动的影响，得到基于插值计算的带钢横向流动计算模型.有限元方法验证了计算模型的可 靠性 关键词热轧；带钢：金属流动；有限元法：数学模型：插值 分类号TG335.11 Metal transverse fow and its influence factors of hot rolled strips LI Cheng-wei,WANG Xiao-chen,YANG Quan,WANG Lian-sheng National Engineering Rescarch Conter for Advanccd Rolling Technology,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:wangxiaochen ustb.edu.cn ABSTRACT A new method was proposed for analyzing metal transverse flow in hot rolling processes.Firstly a static roll-strip coupling model was established by ANSYS finite element simulation software,and the work roll contour under loading was extracted from the calculation results.Secondly,with the extracted work roll contour,a dynamic roll-strip coupling model was built by ANSYS/LS-DYNA simulation software and the rolling process was well simulated, then the metal transverse flow state in the whole strip width range was solved.Besides,the influences of bend forcc. initial roll contours,and strip crown on the metal transverse flow were analyzed.On the basis of these analyses,a calculation model of metal transverse flow during hot rolling was obtained by an interpolation method.The model was proved to be reliable by the finite element method. KEY WORDS hot rolling;strip steel;metal flow;finite element method;mathematical models;interpolation 金属带材的变形理论是联系辊系变形和轧后带 基于三维轧制理论的仿真计算模型分为两种 材板形的桥梁，研究轧制过程中带材塑性变形对 建模思路：一种是迭代计算模型，即分别建立辊 整个板形生成理论有着重要意义.目前传统二维轧 系变形模型（如二维变厚度有限元法或影响函数 制理论已无经法准确分析和解决用户要求越来越高 法)和轧件变形模型（如三维差分法），然后根 的宽带钢板形问题，而考虑金属横向流动和立足于 据接触力和变形的协调关系对两个模型进行相互迭 分析带钢断面、板形生成机理的三维轧制理论成为 代计算；另一种是一体化耦合模型，即基于AN 热点研究方向.在三维轧制板形计算体系中，辊缝 SYS、Marc,ABAQUS等大型商用有限元软件建立 形状方程与轧后平坦度方程的原理已十分成熟，但 辊系-轧件有限元耦合模型34！，建模过程中可将轧 通过轧制前后带钢断面计算轧后平坦度，却受到横 件视为弹塑性或刚塑性材料，轧辊与轧件通过接触 向流动计算精度的限制，因此金属的横向流动是整 处理进行耦合， 个计算体系中亟待解决的薄弱环节. 然而，在迭代计算模型中，针对宽带钢的轧件 收稿日期：2011-12-04 基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2011BAE23B00)DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2013. 02. 009