有限元异步轧制变形行为的研究模拟+文献综述(5)
4、法向轧制（ND），即在进入下一道次前将轧件头部和尾部互换，沿着相反方向轧制的过程。
图2.5 异步轧制的轧制路径
a)UD b)RD c)TD d)ND
分别建立UD、RD、TD、ND多道次异步轧制模型，每种轧制分为三个道次，每个道次的压下率为20%。
在第二第三道次模拟过程中，由于MSC.Marc无法实现在一次模拟过程中进行可逆轧制，所以ND和TD这两种轧制方式无法在一次模拟过程中实现。因此模拟实验采用INITIAL CONDITIONS的方法，这种方法是读取前一道次轧制完成后所得到的模型，即MUD文件，进行第二次建模。建模时需要将轧件以及推板根据不同的轧制方式移动到相应的位置，轧辊和导板需要根据压下量来移动，在本次模拟实验中，每道次压下率为20%，所以，每次建模时，上下导板和轧辊需要向中心位置移动0.4mm。在建模完成后，还需读取轧件经过前一道次轧制完成后所得到的应力应变的结果，即T16文件。这样，便能实现不同轧制方式的多道次轧制过程的模拟。INITIAL CONDITIONS设定界面如图2.6所示。
图2.6 INITIAL CONDITIONS的设定界面
3结果的分析与讨论
3.1 轧制工艺对异步轧制搓轧区的研究
异步轧制的挫轧区是异步轧制区别于普通轧制的重要特征之一，挫轧区大小对异步轧制的变形行为、轧制压力、晶粒细化等都将产生直接影响。因此，对异步轧制过程中的搓轧区开展研究对充分认识异步轧制具有重要的意义。
3.1.1 压下量对搓轧区的影响
图3.1为搓轧区所占整个变形区的比例曲线。当压下率为20%时，速比为1.2时它的搓轧区比例基本趋于稳定状态，搓轧区所占的比例约为73.6%；当压下率为40%时，它的速比增加到1.5，搓轧区所占整个变形区的比例约为60.25%；继续增大压下率到60%，速比为1.7到2之间差不多才能有一个稳定的搓轧区比例。此时搓轧区所占的比例约为59.87%。这里，搓轧区比例随着速比的增加而逐渐增加，但是当速比增加到一个临界值时，搓轧区比例趋于稳定，此时的速比即为临界速比。在异步轧制过程中不同的压下率，它们的临界速比也不同，随着压下率的逐渐增加，获得稳定搓轧区的临界速比也逐渐增加。
图3.1 搓轧区比例曲线
3.1.2 摩擦系数对搓轧区的影响
图3.2为压下率为一定时搓轧区所占整个变形区的比例曲线。压下率为20%时，当速比为1.2，它们的搓轧区比例都基本趋于稳定状态。当μ=0.2时，搓轧区所占的比例为41.11%；当μ=0.25时，搓轧区所占的比例为50.76%；当μ=0.3时，搓轧区所占的比例为72.8%；当μ=0.35时，搓轧区所占的比例为61.48%；当μ=0.4时，搓轧区所占的比例为63.83%。
压下率为40%时，当速比为1.2，它们的搓轧区比例都基本趋于稳定状态。当μ=0.2时，搓轧区所占的比例为41.11%；当μ=0.25时，搓轧区所占的比例约为51.47%；当μ=0.3时，搓轧区所占的比例约为62.14%；当μ=0.35时，搓轧区所占的比例约为62.62%；当μ=0.4时，搓轧区所占的比例为63.83%。所以40%压下率下，μ=0.4时搓轧区所占的整个变形区的比例最大，并且摩擦系数最大，搓轧区所占的比例也越大。
压下量为60%时，速比为1.2是摩擦系数为0.2、0.25、0.35和0.4的临界速比；摩擦系数为0.3时，搓轧区所占的比例随着速比的增加而增加，速比为1.7到2之间差不多才能有一个稳定的搓轧区比例。当μ=0.2时，搓轧区所占的比例为41.11%；当μ=0.25时，搓轧区所占的比例约为51.51%；当μ=0.3时，搓轧区所占的比例约为61.41%。当μ=0.35时，搓轧区所占的比例约为61.42%；当μ=0.4时，搓轧区所占的比例为63.83%。