不锈钢复合厚板热轧头部翘曲有限元模拟.pdfVIP

第33卷 第 2期 轧 钢 Vo1．33，No．2，p16—19 2016年 4月 STEEIRoLLING April2016 · 研究与开发 · 碳N ／不锈钢复合厚板热轧头部翘 曲有限元模拟 何冰冷，张心金 ，何 毅 ，李萌蘖 (中国一重能源装备材料科学研究所 ，天津 800457) 摘 要：针对复合厚板轧制过程头部翘曲问题，采用 ABAQUS软件进行有限元建模分析，对网格无关性进行了验证，得出了合 理的单元尺寸；研究了板坯来料厚度、轧制压下率、板坯上下表面温差及轧辊速比对复合厚板头部翘曲的影响规律。 关键词：复合板；轧制 ；头部翘 曲；有限元分析 文献标志码：A 文章编号：1003—9996(2016)02—0016—04 Simulationofheadwarpingin hotrollingofcarbonsteelandstainlesssteelcladplate HEBingqeng，ZHANGXin-jin，HEYi，LIMeng-nie (MaterialsResearchInstituteforEnergyEquipment，ChinaFirstHeavyIndustries，Tianjin300457，China) Abstract：Inviewofheadwarpingproblem inhotrollingofcladplate，thecommercialsoftwareABAQUSwasusedtoFEM simu— lation．Firstly，themodelsaccuracywasproved，andthesizeofelementwasproperlysetting．Theinfluenceofinitialsheetthick— ness，reduction，thetemperaturedifferencebetweenupandbelow surface，velocityratioofupandbelow rollsonheadwarping wereanalyzed，thesolutionsfortheproblemsofheadwarpingwereprovided． Keywords：cladplate；rolling；headwarping；finiteelementmethod 头部翘曲是中厚板轧制过程中一种常见的板形 ABAQUS为平台，建立 了复合厚板头部翘 曲问题 缺陷，常会导致大量的废品和不 良品出现，降低成材 的二维非对称轧制模型，几何模型如图1所示。模 率；严重者可导致轧件前端部出辊缝后，头部下弯进 型综合考虑 了各种因素，如轧制速度、接触换热及重 入机架辊下面，或上翘引起缠辊等生产事故_1 。 力边界条件，因此是一个动态轧制模型，与实际轧制 引起轧件头部翘曲的因素较多，比如上下表面温度 工况基本吻合。模型中考虑的热因素包括：轧件因 不均、上下轧辊直径不等、上下轧辊的线速度不等、 塑性变形产生的热量，轧件与轧辊间的接触传热、轧 轧制线高度和轧件入 口中心高度不一致、上下轧辊 制的辐射与对流换热。 表面的摩擦情况不同等，都会在轧制过程中产生不 复合板与单材质板坯相比，应考虑复合板的组 对称轧制条件 ，使轧件头部产生翘 曲_6]。而对于 坯方式及基板与复板的接触状态。本文中复合厚板 复合厚板轧制过程头部翘 曲问题则更难控制，除去 采用内包覆对称组坯方式，即复板包裹在基板内部， 以上不对称轧制条件外，板坯 自身的变形不协 同使 基板一复板 一复板 一基板依次叠放，基板选用 翘 曲问题更加严重，甚至出现基、复板分离的情况。 Q345R碳钢，复板选用 316L不锈钢。材料性能是 本文利用大型有限元分析软件 ABAQUS建立 了复 决定有限元模拟结果可靠性的重要因素之一，本文 合厚板非对称轧制模型，对