[发明专利]一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法

摘要

本发明提供了一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法，属于有限元仿真模型建模领域。本发明所描述的有限元建模方法基于实际的冷轧生产过程，建立板材轧制过程有限元模型并根据实际冷轧过程的轧制力载不同压下率下进行校对，从而建立有针对性的、可以反映实际冷轧过程的有限元仿真模型，达到有限元仿真在板材冷轧过程中的应用的目的。

主权项

1.一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法，其特征在于包括如下步骤：1）将被加工板材进行冷轧试验，获得至少两种压下率下的轧制力曲线，并确定稳定轧制阶段的压下率曲线，得到试验平均轧制力曲线，根据测量轧制前后板材厚度计算出压下率R1与R2；2）利用有限元仿真软件DEFORM3D，建立压下率为R1下的冷轧过程的有限元模型，设被加工板材变形抵抗式为σ=Kεⁿ，作为变形抵抗模型，其中，σ为变形过程中的应力，ε为变形过程中的应变，K为变形抗力，n为加工硬化值，K值、n值采用初始值K₀、n₀；根据冷轧试验的轧制参数统一有限元轧制参数，运行计算程序；3）当n= n₀时，K值设定为以K₀为基准值上下浮动一定范围，设定K值浮动间隔，运行压下率R1对应的有限元模型，得到不同K值时的行程‑载荷曲线；4）将不同K值下的行程‑载荷曲线取稳定轧制阶段并求取轧制力平均值F_avg，做出平均轧制力F_avg随K值变化曲线，记为F_avg‑K，将F_avg‑K与冷轧试验获得的平均轧制力拟合求出两条线交点对应的K₁与n₁值；5）当K= K₀时，n值设定为以n₀为基准值上下浮动一定范围，设定n值浮动间隔，运行压下率R1对应的有限元模型，获得不同n值时的行程‑载荷曲线；将不同n值时的行程‑载荷曲线取稳定轧制阶段并求取轧制力平均值F_avg，做出平均值F_avg随n值变化曲线，记为将F_avg‑n，将F_avg‑n与冷轧试验获得的平均轧制力拟合求出两条线交点对应的K₂与n₂值；6）将K₁与n₁值、K₂与n₂值分别带入变形抵抗式为σ=Kεⁿ，得到σ=K₁εⁿ¹与σ=K₂εⁿ²，将σ=K₁εⁿ¹与σ=K₂εⁿ²作为变形抵抗式代入压下率为R₂的有限元模型中，其他条件不变，运行程序；将有限元求得平均轧制力F_avg‑K1、F_avg‑K2与试验平均轧制力曲线F_avg‑R2比较，相似结果即为被加工板材在试验用轧制上冷轧过程的变形抵抗式，所求得结果更接近于真实值，以此变形抵抗式来校正有限元模型。