·486 北京科技大学学报 1999年第5期 较低，变形剧烈处温度较高.其余孔型中温度的 以看出，模拟计算的结果十分准确，完全满足实 变化规律也有同样规律. 际的需要.从前述孔型表中可以看出，K3孔的 33轧件宽展分析 设计腿厚与实际调整中的腿厚有较大的差别， 图5显示了轧件的计算宽展和实际轧件宽 在实际采样中发现此时轧件已出了一些耳子， 展的比较以及轧件顶角的充填情况.从图中可 在模拟计算中同样可以反映出来，如图6所示 66 30 (b) 60 25 增量步：160 增量步：160 ·中部厚度 时间：0.025 轧件厚度 20 时间：0.02s 一计算值 昭48 15 42 100 36 5 1 3 4 图6在不同宽度的孔型中轧件脚端等效塑性应变 轧制孔号K 图5轧件宽度和中部厚度计算值与实测 (a)00.3508,10.5020,2-0.653230.8044,40.9557,5-1.1070,6 -1.2580,7-1.4090,8-1.5610,9-1.7120:b)0-0.3631,10.4700,2- 值的比较 0.576930.6838,40.7907,50.8976,6-1.0050,7-1.1110,8— 1.2180,9-1325. 将孔型尺寸放宽1mm后，这种现象便消失.这 参考文献 说明模拟计算可以准确地反映轧辊调整参数的 1 Kim N,Lee S M.Simulation of Square-to-Oval Single 变化对轧件变形带来的影响.异型孔轧制中，孔 Pass Rolling Using a Computationally Effective Finite 型的侧壁对金属的横向流动有强烈的限制作 and Slab Element Method.Journal of Engineering Indus- 用，金属的宽展实际上是限制宽展，采用不同宽 ty,1992,114(8):329 2 Park JJ,Oh S I.Application of Three Dimensional Finite 度的蝶式孔进行计算的结果显示，将限制宽展 Element Analysis to Shape Rolling Process.Transaction 看成是孔型中的宽展和自由宽展的比值，在蝶 of ASME,1990,112(2:36 式孔中限制宽展的大小应在60%~70%. 3 Glowacki M,Kuziak R,MalinowskiZ,et al.Modelling of Heat Transfer,Plastic Flow and Microstructural Evolution 4结论 During Shape Rolling.Journal of Materials Processing Technology,1995,53:509 (I)商用有限元软件MARC/Autoforge可以 4 Ping X,Tatsuhiko Aizawa,Junji Kihara.Roll Pass Evalu- 用来分析型钢的三维变形过程.(2)采用三维有 ation for Hot Shape Rolling Processes.Journal of Mater- 限元方法分析型钢的热轧过程能更清楚地了解 ials Processing Technology,1991,27:163 5 金属的变形规律，通过定量分析更准确地掌握 杨世铭.传热学，北京：北京高等教育出版社，1987 6 Wertheimer TB.Thermal Mechanically Coupled Analysis 型钢三维变形的实质.(3)不均匀变形是型钢变 in Metal Forming Process.Numerical Methods in Indus- 形的主要特征 trial Forming Processes.Swanwea:Pineridge Press Ltd, 1982.425 Simulation of Angle Steel Rolling with Three-Dimensional Coupled Thermo- Mechanical FEM Yan Jun,Lu Shouli,Chen Xike 1)Material Science and Engineering School,UST Beijing.Beijing 100083,China 2)Maanshan Iron and Steel Company Ltd,Mannshan,China ABSTRACT With the help of commercial finite element software MARC/Autoforge,angle steel rolling process using large strain elasto-plastic coupled thermo-mechanical finite element method was simulated.The problems of metal deformation,temperature field and spread were analysed and key point was placed to dis- tribution of deformation and stress in rolling process.Simulation results compared with rolling practice which shows numerical simulation is good agreement with rolling practice. KEY WOEDS angle steel;three-dimensional deformation;numerical simulation北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 较低 ， 变形剧烈 处温度较高 其余孔 型 中温度 的 变化规律也 有 同样 规律 轧件 宽 展 分 析 图 显 示 了轧件 的计算宽展 和 实 际轧件 宽 展 的 比较 以及 轧件 顶角 的充填情 况 从 图 中可 『 州称二二二二二尸 以看 出 ， 模拟计 算 的结果 十分准 确 ， 完全满足 实 际 的需 要 从前述孔 型表 中可 以看 出 ， 孔 的 设 计 腿 厚 与 实 际 调 整 中的腿 厚 有 较 大 的差 别 ， 在 实 际 采样 中发现此 时轧件 已 出 了一 些 耳 子 ， 在模拟计算 中 同样可 以反 映 出来 ， 如 图 所示 侧醚最任乏魂日 ‘， 、︸、︺︶﹃ 中部厚度 轧件厚度 － 计算值 片‘尹月 呀，山︸月 侧拟幸拚月日 一 － 一月 一 ‘ 一 一 』 轧制 孔号 图 轧件宽度和 中部厚度计 算值 与实测 值 的 比较 图 在不 同宽度的孔型 中轧件脚端等效塑性应 变 一刁 ， 一 夕一刁 一刁 ， 一刁 ，乐一 ， 一 ，，一 井一 乒一 伪 卜一 ， 一刁 必一 户 一今一 声一刁 ，吞一 ，，一 多一 ，，一 · 将孔型尺 寸放 宽 后 ， 这种现象便消失 这 说 明模拟计算可 以准确地反 映轧辊调 整 参数 的 变化对轧件变形 带来 的影 响 异 型 孔轧制 中 ， 孔 型 的侧 壁 对 金 属 的 横 向流 动 有 强 烈 的 限 制 作 用 ， 金属 的宽展实际上是 限制 宽展 采用 不 同宽 度 的蝶式孔进行计算 的结果 显 示 ， 将 限制 宽展 看成 是孔 型 中 的 宽展 和 自由宽展 的 比值 ， 在 蝶 式孔 中限制 宽展 的大 小应在 一 结论 商用 有 限元 软 件 可 以 用 来分析 型 钢 的三 维变 形过程 采用 三 维有 限元方法分析型钢 的热 轧过程 能更清 楚地 了解 金 属 的变形 规律 ， 通过 定 量 分 析 更 准确 地 掌握 型钢 三维变形 的实质 不 均 匀 变形 是 型钢 变 形 的主 要特征 参 考 文 献 ， 加 一 甸 ， ， ， ， ， ， 民 ， 乙 时 切 ， ， ， 几 业 氏 ， ， ， 杨世铭 传热学 北京 北京高等教育 出版社 ， 七 耐 ， 一 ‘ ， ，， 无扩 ， ， ， ， ， ， 一 一 加 ， 切 而 一 而