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中等厚度板坯调宽失稳的有限元分析 阴雪莲1 1 2 ，焦四海 ，宗在荣 （1.宝山钢铁股份有限公司研究院，上海，201900；2.宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司，上海，201900） 摘 要：采用ABAQUS 有限元分析软件,对调宽压力机进行中等厚度板坯调宽过程的失稳现象进行了 模拟计算；分析了调宽压力机的侧压模块倾角、侧压量及坯料规格3 种调宽参数对调宽过程失稳的影 响；为制定板坯侧压规程提供了理论依据、对指导生产及提高成材率均具有一定实际意义。 关键词：热轧；调宽压力机；有限元；侧压；失稳 中图分类号： FEM analysis of sizing efficiency of the medium plate 1 1 2 Yin Xuelian , Jiao Sihai , Zong Zairong (1. Baoshan Iron Steel Co. Ltd, RD Center, Shanghai, 201900; 2. Baoshan Iron Steel Co. Ltd, Baosteel branch, Shanghai, 201900 ) Abstract: The efficiency of sizing pressing on slab deformation was studied by using ABAQUS software. The effects of module obliquity, width draft and the slab size during sizing process were investigated. It is great helpful to improve the productivity in sizing press process. Key words: hot rolling; sizing press; FEM; sizing; buckling 1 前言 近年来,连铸连轧技术发展迅速,连铸连轧的实现,可以简化生产工艺,降低能耗,提高产品质量和 生产率。采用侧压调宽技术,可以减轻连铸机在线调宽量和简化板坯的宽度种类。目前,用先进的调宽 压力机技术代替立辊轧制调宽技术已成为一种趋势[1-3]。调宽压力机由2个侧压锤头对板坯进行侧压来 实现调宽过程。在曲柄滑块机构与同步机构的作用下，侧压锤头按着一定的运动规律对板坯进行压下， 其工艺过程相当于在宽度方向上进行墩粗变形[4]。但是，随之而来的主要问题是大侧压引起板坯头尾 在相当大的长度范围内不合格，在后续工艺中需要用飞剪切除，造成下道工序的资源浪费，不利于企 业综合竞争力的提升。在实际生产过程中，调宽压力机侧压后头尾板形不良直接影响到宽度余量的控 制水平。目前建设节约型社会、降低生产能耗是新型工业的发展方向。对于大工业作业，同样面临着 如何提高生产效率的问题。因此，有必要对调宽压力机侧压后头尾的板形进行重点研究，改善侧压坯 头尾板形，以实现降低热轧余量的目标。板坯尾部翘曲属于塑性压缩失稳现象，对于调宽压力机，影 响侧压过程板坯头尾失稳的因素有很多[5-6]。本文采用ABAQUS有限元分析软件，分析了调宽压力机 的侧压模块倾角、侧压量及坯料规格3种调宽参数对中厚板调宽过程失稳的影响。 2 有限元模拟结果及分析 2.1 本构关系及计算方法 文中采用了弹塑性有限元法，考虑了包括弹性变形的金属变形的全过程，它以Prandlt-Mises 本构 方程为基础。在分析金属成型问题时，不仅能按变形路径得到塑性区的发展状况，工件中的应力、应 254 变分布规律和几何形状的变化，而且还能有效地处理卸载问题，计算残余应力。因此，弹塑性有限元 法被用于弹性变形无法忽略的成型过程模拟。但弹塑性有限元法要以增量方式加载，尤其在大变形弹 塑性问题中，由于要采用Lagrange 或Euler 描述法之一来描述有限元列式，所以需花费较长的计算时 间，效率较低。 在计算方法上采用动态显式算法。该法以差分积分方法求解微分方程，在离散