有限元异步轧制变形行为的研究模拟+文献综述(7)
3.2.2 异步轧制对等效应变的影响
图3.4为20%、40%和60%压下率不同速比单道次异步轧制在高度方向上的等效应变分布图。其中，横坐标表示每个节点距中心轴的距离与轧件高度的比值（用R表示），即上表面为0.5，下表面为-0.5，中心层为0。
20%压下率时，当速比为1，等效应变曲线呈对称性分布， 上下表面与中心层等效应变差值为0.05；当速比为2时，等效应变不再随着速比的增加而增加，即1.2为20%压下率单道次异步轧制的临界速比，上下表面与中心层的差值为0.086。
40%压下率时，当速比为1时，等效应变曲线呈对称性分布，并且在中心层存在最小等效应变，上下表面与中心层的等效应变之差为0.17；随着速比的增加，上下表面的等效应变下降的同时中心层的等效应变增加。当速比为1.2时，上表面等效应变与中心层等效应变之差为0.15；当速比增加到1.5，等效应变不再随着速比的增加而增加，即已到达临界速比，上表层与中心层的等效应变之差为0.09。所以，随着速比的增加，上下表层与中心层的等效应变差值越来越小。
当60%压下率时，当速比为1，呈对称性分布的等效应变曲线上，上表面等效应变与中心层等效应变之差最大，为0.51；随着速比的增加，上下表面与中心层的等效应变差值越来越小，当速比为1.2时，上表面等效应变与中心层的等效应变之差为0.37；速比为1.5时，上表面等下应变与中心层等效应变差值为0.22；当速比增加到1.7，等效应变不再随着速比的增加而增加，即已到达临界速比，上表层与中心层的等效应变之差为0.19。
图3.4不同转速比异步轧制等效应变分布
a) reduction=20% b) reduction=40% c) reduction=60%
当速比为1.2时，20%压下率的上下表面与中心层等效应变差值为0.08，40%压下率的上下表面与中心层的等效应变差值为0.15，60%压下率的上下表面与中心层的等效应变差值为0.37；速比为1.5时，20%压下率的等效应变差值为0.08，40%的压下率的等效应变差值为0.09，60%压下率的等效应变差值为0.22。因此，相同的速比条件下，随着压下率的增加，等效应变差值也增加，这种差距的增大与搓轧区占整个变形区的比例密切相关。压力率增加，搓轧区占整个变形区的比例越大，变形区内更多的金属处于搓轧区里，剪切应变对变形区的作用增大，有利于晶粒的细化。
Tadanobu Inoue[18]提出过公式： 来简单计算一定压下率下的最小等效应变，即压下率为20%轧制时最小等效应变为0.26，压下率为40%轧制时最小等效应变为0.59，压下率为60%轧制时最小等效应变为1.06。这说明了最小等效应变也是随着压下率的增大而增大的。
3.3 异步轧制路径对变形行为的影响
3.3.1不同路径异步轧制后网格的变形
建立不同路径的异步轧制模型，分别是法向轧制（ND）、轧制方向轧制（RD）、方向不变轧制（UD)和横向轧制（TD），建模参数见表3.4。
表3.4 不同轧制路径轧制工艺参数表
转速比 摩擦系数 道次数 单次压下量 总压下率
ND 1.5 0.4 3 20% 60%
RD 1.5 0.4 3 20% 60%
UD 1.5 0.4 3 20% 60%
TD 1.5 0.4 3 20% 60%
图3.5为不同轧制路径ND、RD、TD、UD异步轧制每道次轧后的网格形状。第一道次轧后网格变形情况是一样的，因为异步轧制路径的不同主要体现在第二道次以后，第一道次的轧制参数都是一样的，所以轧后网格的变形情况也是一样的。第二道次轧制后ND和RD网格变形相似，不出现明显的倾斜度，TD和UD的网格已经呈现出一定的倾斜角度，到最终轧后的网格形态时ND和RD的网格倾斜角较小，TD和UD的网格倾斜角较大。其中TD的倾斜角度最大。