[发明专利]一种曲面件柔性轧制成形过程的数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种曲面件柔性轧制成形过程的数值模拟方法，包括以下步骤：获取轧辊和板料的材料属性参数；确定轧辊、板料和控制单元的几何参数；利用三维绘图软件，建立轧辊、板料及控制单元的几何模型；获取曲面件柔性轧制成形的工艺参数；建立有限元分析模型；进行曲面件轧制成形的仿真分析；验证有限元模型的正确性。本发明的方法中将轧辊设为弹性体，耦合了轧辊的弹性变形与板料的弹塑性变形；增设控制单元以控制轧辊的辊型，并在轧辊的端面设置运动耦合约束实现了轧辊绕其弯曲轴线的转动。本发明反映了成形装置的真实结构，能够准确地模拟曲面件轧制成形过程，具有较好的精度和效率，可为设计和优化曲面件柔性轧制成形工艺提供依据。

主权项

1.一种曲面件柔性轧制成形过程的数值模拟方法，所述曲面件柔性轧制成形过程是指上、下轧辊在工作时，都呈弯曲状态，其辊型分别由上、下控制单元控制，两个弯曲的轧辊构成不均匀的辊缝；在上、下弯曲轧辊的夹持作用下，板料从不均匀辊缝间连续通过并被轧制减薄，产生了横、纵向弯曲变形，从而成形出曲面件，所述方法包括：(1)获取轧辊和板料的材料属性参数，包括：轧辊的密度与弹性参数，板料的密度、弹性参数以及塑性参数；(2)确定轧辊、板料和控制单元的几何参数，包括：上轧辊的直径和长度，下轧辊的直径和长度；板料的尺寸；上、下控制单元的尺寸；(3)根据步骤(2)中轧辊、板料和控制单元的几何参数，利用三维绘图软件，分别建立上、下轧辊、板料及上、下控制单元的几何模型；(4)获取曲面件柔性轧制成形的工艺参数，包括：上轧辊的弯曲轴线，下轧辊的弯曲轴线，板料的最大减薄率,上轧辊的转动角速度，下轧辊的转动角速度；(5)将步骤(3)中建好的几何模型导入到有限元软件中，根据步骤(1)中的材料属性参数定义轧辊与板料的材料特性，设置部件之间的相互作用，设置分析步骤，把步骤(4)的轧制工艺参数设为边界条件和载荷，划分网格，建立曲面件轧制过程有限元模型；(6)通过步骤(5)得到的有限元模型，进行曲面件柔性轧制成形过程的仿真分析；(7)查看和分析成形件的模拟结果，计算模型的动能与内能的能量比值，验证有限元模型的正确性。