[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

说明书

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。

技术领域

本发明属于有限元仿真模型建模技术领域，尤其是涉及一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法。

背景技术

冷轧钢板被广泛应用于航空、电力、汽车、建筑、产业设备等各个国民生产的关键领域，属于高附加值的钢铁产品。从轧板产品的发展历史看，冷轧带钢是在热轧带钢的基础上发展起来的，并且有逐渐取代热轧带钢的趋势，这是因为冷轧带钢克服了热轧带钢板厚精度差、表面氧化严重、能源消耗大等诸多缺点，其产品性能好、品种多，用途极为广泛。

近年，随着有限元仿真结果在工业中的应用，有限元仿真结果也在一定程度上对冷轧工艺设计提供了一定的参考，但有限元仿真结果与试验的一致性以及其对试验的指导性还存在很多问题，只能以目前的生产经验为基础结合有限元仿真得到的规律性结果为工艺设计在有限范围内提供一定的参考。

所以，为了利用有限元仿真结果达到减少调试时间、节约生产成本的目的，建立可靠性有限元模拟模型是有限元结果指导生产设计及生产过程分析的前提条件。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法，以提高有限元仿真结果的准确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种板材冷轧过程中可靠性有限元模型的建立方法，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，得到试验轧制力平均值曲线，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；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；

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，做出平均值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曲线交点对应的K₁与n₁值；