·572 北京科技大学学报 第34卷 特整段 展开段 楔人段 图1轧件与轧辊模具的几何参数模型 Fig.1 Geometrical parameter model of the rolled piece and the mold 工艺参数选择如表1所示 图3楔横轧有限元模型图 表1主要工艺参数表 Table 1 Main technologic parameters Fig.3 Finite element model of cross wedge rolling 成形角，a/() 展宽角，B1() 断面收缩率，中/% 图4所示为DEFORM-3D有限元分析得到的 28,39,50 5,7,9 10,20,30 部分轧件示意图. 对以上主要参数进行全排列模拟，共27组工 况.根据模具及轧件的几何参数，利用三维建模软 件Po/E对模具及轧件进行三维造型，以stl文件格 式输出，并导入到DEFORM中.轧件的网格尺寸设 置为2mm,对轧件变形部分的网格进行局部细划 (如图2)，细划尺寸为1mm.DEFORM软件中附有 材料库，选择具有代表性的45钢为轧件的材料模 型，轧件材料的弹性模量为E=210GPa,泊松比为v =0.3,密度为p=7.82×103kgm-3.由于轧件及 图4有限元分析的部分轧件示意图 Fig.4 Sketch map of some rolled pieces in the finite element analy- 模具结构的对称性，为了节省时间，取模型一半进行 sis 模拟计算.楔横轧有限元模型如图3所示. 由于DEFORM后处理中没有直接测椭圆度的 功能，因此通过轧件轴向对称横截面的中心，利用后 处理中的直尺测量工具，每5测一个直径长度（图 5),每个轧件需要测出36个直径值，其中有一个极 大值和一个极小值，然后在极大值和极小值的周围 每一度测一个直径值，找到最大值和最小值，进而计 图2轧件网格局部细划示意图 Fig.2 Mesh refinement of the rolled piece 2有限元模拟数据的处理 2.1椭圆度的测量方法 所研究的轧件毛坯是实心圆柱体，轧件成形后 在轴向对称中心截面会存在直径不等的现象，并且 最大直径与最小直径不一定互相垂直，本文定义成 形后轧件轴向中心对称截面的椭圆度e为最大直径 dns与最小直径dn之差，即 图5 DEFORM后处理中直径的测量 e=dmas -dmin. (1) Fig.5 Diameter measurement in post-processing北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 1 轧件与轧辊模具的几何参数模型 Fig． 1 Geometrical parameter model of the rolled piece and the mold 工艺参数选择如表 1 所示． 表 1 主要工艺参数表 Table 1 Main technologic parameters 成形角，α/( °) 展宽角，β /( °) 断面收缩率，ψ/% 28，39，50 5，7，9 10，20，30 对以上主要参数进行全排列模拟，共 27 组工 况． 根据模具及轧件的几何参数，利用三维建模软 件 Pro /E 对模具及轧件进行三维造型，以 stl 文件格 式输出，并导入到 DEFORM 中． 轧件的网格尺寸设 置为 2 mm，对轧件变形部分的网格进行局部细划 ( 如图 2) ，细划尺寸为 1 mm． DEFORM 软件中附有 材料库，选择具有代表性的 45# 钢为轧件的材料模 型，轧件材料的弹性模量为 E = 210 GPa，泊松比为 ν = 0. 3，密度为 ρ = 7. 82 × 103 kg·m － 3 ． 由于轧件及 模具结构的对称性，为了节省时间，取模型一半进行 模拟计算． 楔横轧有限元模型如图 3 所示． 图 2 轧件网格局部细划示意图 Fig． 2 Mesh refinement of the rolled piece 2 有限元模拟数据的处理 2. 1 椭圆度的测量方法 所研究的轧件毛坯是实心圆柱体，轧件成形后 在轴向对称中心截面会存在直径不等的现象，并且 最大直径与最小直径不一定互相垂直，本文定义成 形后轧件轴向中心对称截面的椭圆度 e 为最大直径 dmax与最小直径 dmin之差，即 e = dmax － dmin ． ( 1) 图 3 楔横轧有限元模型图 Fig． 3 Finite element model of cross wedge rolling 图 4 所示为 DEFORM--3D 有限元分析得到的 部分轧件示意图． 图 4 有限元分析的部分轧件示意图 Fig． 4 Sketch map of some rolled pieces in the finite element analy￾sis 图 5 DEFORM 后处理中直径的测量 Fig． 5 Diameter measurement in post-processing 由于 DEFORM 后处理中没有直接测椭圆度的 功能，因此通过轧件轴向对称横截面的中心，利用后 处理中的直尺测量工具，每 5°测一个直径长度( 图 5) ，每个轧件需要测出 36 个直径值，其中有一个极 大值和一个极小值，然后在极大值和极小值的周围 每一度测一个直径值，找到最大值和最小值，进而计 ·572·