[发明专利]一种钛钢复合板轧制过程中残余应变的控制方法

权利要求书

1.一种钛钢复合板轧制过程中残余应变的控制方法，其特征在于：该方法通过建立钛钢复合板轧制坯料、轧辊（1）以及推板（3）的物理模型，并在有限元分析软件DEFORM前处理模块中，设定复合板轧制参数，建立钛钢复合板轧制过程的DEFORM有限元模型，通过后处理模块对轧制完成之后的模拟结果分析，获取不同轧制工艺下钛钢复合板复合界面附近的残余应变的数据，实现对实际生产的钛钢复合板残余应变的预测和控制；

所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤1，建立轧制过程的物理模型：

首先根据实际轧制过程，设计出轧辊（1）、轧制坯料、推板（3）的形状尺寸；所述轧制坯料由基板（2）和覆板（4）组成，需分别对基板（2）和覆板（4）进行尺寸设计；然后利用CAD计算机辅助设计软件建立出二维模型，并保存为DXF文件；

步骤2，建立轧制过程有限元模型：

将步骤1中构建的二维模型DXF文件导入DEFORM-2D中，在程序设置条件里面选择平面应变模式，轧制坯料采用四面体单元划分有限元网格，物体对象形式定义为弹塑性体，轧辊（1）和推板（3）均设定为刚体；轧制坯料的轧制方式采用对称轧制，基板（2）和轧辊（1）接触，覆板（4）和基板（2）接触贴合，定义覆板（4）的底面为对称面（6）；

步骤3，设定材料参数：

轧制坯料的基板（2）采用普通碳素结构钢板，覆板（4）采用钛钢板；

当DEFORM的材料库中没有轧制坯料所对应的材料参数时，通过获取普通碳素结构钢板和工业纯钛TA2的化学成分，利用JMATPRO软件分别计算出基板（2）和覆板（4）的材料性能参数，并保存为KEY文件；将含有材料信息的KEY文件导入到DEFORM软件中，构建出轧制坯料的材料数据库，完成轧制坯料材料属性的设定；所述材料性能参数包括但不限于杨氏模量、热传导率、热容、泊松比、线膨胀系数；

步骤4、设定物块定位和接触条件：

在物块定位模块中利用偏移和干涉命令，设定基板（2）、覆板（4）以及推板（3）的位置关系，保证物块之间不发生相互干涉；设定基板（2）、覆板（4）、推板（3）相互之间的接触关系；利用干涉条件设定轧制各道次压下距离，即轧辊（1）沿着轧制坯料厚度方向的偏移距离；计算轧制总压下率；

所述基板（2）、覆板（4）、推板（3）相互之间的接触关系，是利用干涉条件设定基板（2）和轧辊（1）相互接触，覆板（4）和基板（2）接触贴合，基板（2）和推板（3）接触贴合，覆板（4）和推板（3）接触贴合；基板（2）和轧辊（1）、基板（2）和覆板（4）、基板（2）与推板（3）、覆板（4）与推板（3）之间的摩擦类型为剪切摩擦，并设定剪切摩擦系数；其中，基板（2）和轧辊（1）摩擦系数为1.20、基板（2）和覆板（4）摩擦系数为1.20、推板（3）与坯料的摩擦系数为0.08；复合界面（5）处需设定粘接缝合条件产生粘结点；

步骤5，设定初始及运动边界条件：

在一般命令模块中设定轧制基板（2）和覆板（4）的初始热轧温度；在性质模块中设定基板（2）和覆板（4）的应变速率为1s^-1；在工具动作模块中设定轧辊（1）的轧制速度为1500mm/s，推板（3）的运动速度为300mm/s；通过位移-时间关系来控制推板（3）与基板（2）、推板（3）与覆板（4）的相对运动；设定基板（2）的上表面、基板（2）与覆板（4）侧表面为热交换面，并设定热交换系数为20Kw/(m²·℃)；

步骤6，求解分析和后处理：

经过对创建作业的求解分析后，在后处理模块中获得钛钢复合板界面附近各个方向上的残余应变数值，通过对比不同轧制工艺的残余应变，优化出最佳轧制工艺。

2.根据权利要求1所述的一种钛钢复合板轧制过程中残余应变的控制方法，其特征在于：步骤4中，所述轧制总压下率为总偏移距离与起始基板厚度加上起始覆板厚度之和的比值。

3.根据权利要求1所述的一种钛钢复合板轧制过程中残余应变的控制方法，其特征在于：步骤4中，所述轧制总压下率为84%。

4.根据权利要求1所述的一种钛钢复合板轧制过程中残余应变的控制方法，其特征在于：步骤5中，所述初始热轧温度的范围为800～900℃。