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摘要：异步轧制是指金属材料在两个不同线速度的工作辊中所完成的一种轧制方式。金属轧件在异步轧制变形区内会引起剪切变形,有助于材料的晶粒细化。本文利用商用有限元软件MSC.Marc模拟了异步轧制，分析不同轧制工艺和四种轧制路径（UD、TD、RD、ND）对异步轧制变形行为的影响。模拟结果表明：在异步轧制过程中，随着速比的增加，挫轧区比例也将不断增加，且存在临界的异速比；单道次异步轧制时，随着速比的逐渐增加，变形后的网格倾角与等效应变也将逐渐增大；模拟后UD和TD的网格相似并且大于RD和ND，TD平均等效应变最大，最有利于晶粒的细化。
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关键词：异步轧制；有限元；模拟；轧制路径；等效应变5624
The Research on the Deformation Behavior of
Asymmetric Rolling
Abstract: Asymmetric rolling is refers to the linear speed of upper and work rolls are different. The metal workpiece in the deformation zone of asymmetric rolling will cause shear deformation. And it is helpful to grain refinement. Using the commercial finite element software called MSC.Marc ,asymmetric rolling process was simulated. Then analysised the effect of rolling process and rolling method （UD、TD、RD、ND） on deformation behavior of asymmetric rolling. The simulated results show that the ratio of cross shear zone on the asymmetric rolling process was increased with the increase of speed ratio,and there is a critical velocity ratio.After simulation, the tilt angle of UD an TD are larger than others. TD has the biggest average equivalent plastic strain, and it is helpful to grain refinement.
Key words: asymmetric rolling; finite element; simulation process; the rolling method; equivalent strain
目录
1绪论 1
1.1 异步轧制技术 1
1.1.1 异步轧制原理 1
1.1.2 异步轧制技术的特点 2
1.1.3 异步轧制在晶粒细化上的研究 3
1.1.4 异步轧制国内外研究现状 3
1.2 有限元技术 3
1.2.2有限元软件MSC.Marc的概述 4
1.2.3有限元在轧制过程中的应用 5
1.3 研究的内容、目的和意义 6
1.3.1 研究的内容 6
1.3.2 研究的目的和意义 6
2模型的建立 6
2.1 模型材料的定义 7
2.2 模型的建立 7
2.3 接触条件的设定 8
2.4 载荷工况的定义 9
2.5多道次轧制过程模拟的实现 9
3结果的分析与讨论 11
3.1 轧制工艺对异步轧制挫轧区的研究 11
3.1.1 压下量对搓轧区的影响 11
3.1.2 摩擦系数对搓轧区的影响 12
3.2 单道次异步轧制对变形行为的影响 14
3.2.1异步轧制对网格变形的影响 14
3.2.2 异步轧制对等效应变的影响 17
3.3 异步轧制路径对变形行为的影响 19
3.3.1不同路劲异步轧制网格的变形 19
3.3.2 不同路径异步轧制的等效应变 20
4结论 23
致谢 24
参考文献 25
1绪论
1.1 异步轧制技术
1.1.1 异步轧制原理
异步轧制是非对称轧制技术中的一种，是指金属材料在两个不同线速度的工作辊中所完成的一种轧制方式。
普通轧制变形区以中性面为界,分前滑区、后滑区。由于在前、后滑区中，金属移动相对轧辊有一个速度，因此轧辊对轧件的摩擦力方向都是朝着中性面，对金属变形起阻碍作用,从而引起轧制压力的增加。异步轧制时，金属在变形区中与轧辊的相对运动是不对称的,即两轧辊的中性角不相等[1]。变形区中除前、后滑区外,在不相等两个中性角之间存在一个新区,即所谓异步区或搓轧区。此区中,两轧辊对轧件的摩擦力方向相反,形成一对剪切力,成为促使轧制变形的有利条件，见图1.1。
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