前言
轧制是靠摩擦力作用将轧件拉进旋转轧辊之间,轧件受到压缩产生塑性变形的过程。通过轧制使金属横断面积减小,轧件长度有所增加。异步轧制技术是两个工作辊圆周速度不等,使轧制变形区产生一种搓轧变形的轧制技术。异步轧制时为了降低轧制压力,提高板带加工效率而发展起来的一种塑性加工技术。近几十年来,随着先进技术及塑性计算力学的飞速发展,传统分析方法已经证明不能适应现代工业发展的需要。一种融计算机图形学、数值计算方法、塑性成形理论与工艺等技术于一体,能够充分发挥当今超级计算机和高性能工作站计算潜力的数值模拟软件系统正在逐渐建立起来。
MSC.MARC是MSC公司功能齐全的高级非线性有限元软件的求解器,体现了30年来有限元分析的理论方法和软件实践的完美结合。它具有极强的结构分析能力。可以处理各种线性和非线性结构分析包括:线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、自动的静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析等。
模型建立
异步轧制的轧件采用镁合金A231板材。在MSC.MENTAT中,用扩展法(EXPAND)来划分三维实体网格。坯料厚度为4mm,下压量15%,长度80mm,宽度64mm,采用对称模拟,只模拟板材的一半,所以板料宽度设为32mm,轧辊半径尺寸为45mm,最终成型模型如图1所示。
图1 异步轧制有限元模型
模拟轧制的过程中,下辊转速0.56,轧制比分1:1、1:1.22、1:1.44三组进行模拟。泊松比:0.35;质量密度:1.77e-009吨/立方毫米;热膨胀系数:2.61e-005。其它参数曲线参照图2。
图2 A231镁合金部分参数