[发明专利]3D模拟软件优化铝硅合金热轧工艺的方法

摘要

本发明公开了3D模拟软件优化铝硅合金热轧工艺的方法：针对4004铝硅合金热轧过程中轧件温度场变化易引起轧件产生裂边缺陷的问题，利用DEFORM‑3D软件进行有限元数值模拟，建立轧制过程中温度场变化有限元模型，明确了裂边缺陷的产生与热轧过程中轧件温度场变化有直接的关系，进而将拉伸试验得到的4004铝合金应力应变数据做为材料属性赋值给拉伸试验的有限元模型，通过将拉伸试验结果与模拟仿真耦合，得到临界损伤因子，从而模拟计算出能够满足损伤因子小于临界损伤因子的相应热轧温度，即模拟最优解。通过实际验证，裂边缺陷得到明显改善，本发明对于提高铝硅合金热轧工艺质量有着非常重要的意义。

主权项

1.3D模拟软件优化铝硅合金热轧工艺的方法，其特征在于：轧件为铝硅合金，立方体形状，轧辊材料类型定义为Rigid(刚体)，轧辊为圆柱形，轧制过程的轧件以及轧辊都是轴对称结构，咬入角α即轧件与轧辊接触部分夹角在15°—20°之间，轧辊及轧件尺寸设置均为实际实验数据尺寸，具体数据见表1，轧制过程中轧件上下两轧辊尺寸完全一样，转速相同，都为主动辊；表1轧辊轧件尺寸有限元网格划分时轧件整体划分网格数为12000，轧件咬入端区域需要进行网格细化，局域网格尺寸为周围网格尺寸的0.5倍；轧辊转速为0.01rad/s，轧件初始速度为0.5mm/s；轧件为铝合金，摩擦系数设置为f＝0.4，轧辊初始温度设置为300°，保持恒温，轧件初始温度为350°，轧辊与轧件传热系数设设置为5；轧制过程中轧辊轧件与空气的热交换系数设置为0.02W/(m²·℃)，换热理论为：式中：h(Ts)为换热量；K为Stefan‑Boltzmann常数；ε为表面辐射系数；Ts为轧件表面温度；T_∞为周围环境温度。