[发明专利]一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法

权利要求书

1.一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：

(1)、在有限元分析软件中，按实际尺寸绘制轧辊和铸坯3维图形；

(2)、在铸坯上添加半径为r₀凹坑缺陷；其中，r₀凹坑缺陷的数值根据真实情况选取；

(3)、在r₀凹坑缺陷的边缘处添加半径为r₁圆角；

(4)、设置材料属性和初始条件和边界条件；

(5)、进行剖分；

(6)、对轧制过程进行计算，得到轧制后的凹坑缺陷的几何形状。

2.根据权利要求1所述的一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法，其特征在于，

在步骤(1)中，所述轧辊的形状为空心圆柱体，铸坯的形状为长方体。

3.根据权利要求1所述的一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述r₁的取值需满足r₁r₀/5。

4.根据权利要求1所述的一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法，其特征在于，

在步骤(4)中，设置材料属性和初始条件和边界条件具体是指：

(4.1)、设置铸坯在轧制温度下的密度、弹性模量、屈服强度、泊松比和硬化函数模型；

将初始位移、速度设置为0，或设置为上一轧制道次完成后的计算结果；

(4.2)、对于轧辊，可忽视变形，将其属性设置为刚性，即忽略其变形；

(4.3)、设置轧辊的位移，旋转速度和旋转方向；

(4.4)、设置轧辊与铸坯的接触条件，摩擦系数。

5.根据权利要求1所述的一种模拟铸坯凹坑缺陷在轧制过程中演变的有限元计算方法，其特征在于，

在步骤(5)中，所述进行剖分的步骤具体如下所述：

(5.1)、对轧辊的一个底面进行四边形剖分，再沿轴线方向扫掠，完成整个轧辊六面体剖分；

(5.2)、在凹坑为中心，在铸坯上划分一长方体区域，长方体各面距离凹坑的位置≥10r₀；

(5.3)、对在凹坑附近划分的长方体以外的坯料区域进行六面体划分；其单元体的最大尺寸设置为2cm；

(5.4)、对在凹坑附近划分的长方体区域进行四面体划分，该区域内单元大小增长率不超过1.2；凹坑面和圆角面所在的单元的最大尺寸设定为r₁。