[發明專利]一種板材冷軋過程中可靠性有限元模型的建立方法

有效

• 申請號: 201711209282.6
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107983772B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 楊明緒;許開春;殷福星;何繼寧
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22;B21B1/38;G06F17/50
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供了一種板材冷軋過程中可靠性有限元模型的建立方法，屬于有限元仿真模型建模領域。本發明所描述的有限元建模方法基于實際的冷軋生產過程，建立板材軋制過程有限元模型并根據實際冷軋過程的軋制力載不同壓下率下進行校對，從而建立有針對性的、可以反映實際冷軋過程的有限元仿真模型，達到有限元仿真在板材冷軋過程中的應用的目的。

技術領域

本發明屬于有限元仿真模型建模技術領域，尤其是涉及一種板材冷軋過程中可靠性有限元模型的建立方法。

背景技術

冷軋鋼板被廣泛應用于航空、電力、汽車、建筑、產業設備等各個國民生產的關鍵領域，屬于高附加值的鋼鐵產品。從軋板產品的發展歷史看，冷軋帶鋼是在熱軋帶鋼的基礎上發展起來的，并且有逐漸取代熱軋帶鋼的趨勢，這是因為冷軋帶鋼克服了熱軋帶鋼板厚精度差、表面氧化嚴重、能源消耗大等諸多缺點，其產品性能好、品種多，用途極為廣泛。

近年，隨著有限元仿真結果在工業中的應用，有限元仿真結果也在一定程度上對冷軋工藝設計提供了一定的參考，但有限元仿真結果與試驗的一致性以及其對試驗的指導性還存在很多問題，只能以目前的生產經驗為基礎結合有限元仿真得到的規律性結果為工藝設計在有限范圍內提供一定的參考。

所以，為了利用有限元仿真結果達到減少調試時間、節約生產成本的目的，建立可靠性有限元模擬模型是有限元結果指導生產設計及生產過程分析的前提條件。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種板材冷軋過程中可靠性有限元模型的建立方法，以提高有限元仿真結果的準確性。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種板材冷軋過程中可靠性有限元模型的建立方法，包括如下步驟：

1）將被加工板材進行冷軋試驗，獲得至少兩種壓下率下的軋制力曲線，并確定穩定軋制階段的壓下率曲線，得到試驗軋制力平均值曲線，根據測量軋制前后板材厚度計算出壓下率R1與R2；

2）利用有限元仿真軟件DEFORM3D，建立壓下率為R1下的冷軋過程的有限元模型，設被加工板材變形抵抗式為σ=Kεⁿ，作為變形抵抗模型，其中，σ為變形過程中的應力，ε為變形過程中的應變，K為變形抗力，n為加工硬化值，K值、n值采用初始值K₀、n₀；根據冷軋試驗的軋制參數統一有限元軋制參數，運行計算程序；

3）當n= n₀時，K值設定為以K₀為基準值上下浮動一定范圍，設定K值浮動間隔，運行壓下率R1對應的有限元模型，得到不同K值時的行程-載荷曲線；當K= K₀時，n值設定為以n₀為基準值上下浮動一定范圍，設定n值浮動間隔，運行壓下率R1對應的有限元模型，獲得不同n值時的行程-載荷曲線；

4）將不同K值下的行程-載荷曲線取穩定軋制階段并求取軋制力平均值F_avg，做出平均值F_avg隨K值變化曲線，記為F_avg-K，將F_avg-K與冷軋試驗獲得的平均軋制力擬合求出兩條曲線交點對應的K₁與n₁值；