【摘要】：采用ABAQUS軟件建立了AA7050鋁合金板材異徑異步軋制過程的有限元模型并進(jìn)行了模擬,研究了不同輥徑及壓下率下該合金軋板的彎曲行為,并對比了異徑異步軋制與對稱軋制軋板的變形特征及軋輥受力情況。結(jié)果顯示:異徑異步軋制可以得到平直軋板,且能提高軋板的應(yīng)變及其沿法向分布的均勻性,但并不是所有異速比下的異徑異步軋制都能降低軋制力。
【圖文】：

鋁合金之一，綜合性能好[1]，在同時具有高強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕和斷裂性能要求的航空材料中為首選[2]。相對于對稱軋制而言，，非對稱軋制是1種通過引入1個或多個非對稱因素來改變變形模式以達(dá)到劇烈塑性變形[3]的技術(shù)。異徑異步軋制(圖1(a))作為非對稱軋制之一，目前很少被用于高強(qiáng)高韌鋁合金板材加工的研究。本文將采用有限元模擬的方法對AA7050鋁合金異徑異步軋制中的軋板彎曲行為、應(yīng)變的法向分布情況及軋輥受力進(jìn)行分析。1模型建立本文采用ABAQUS有限元軟件建立AA7050鋁合金異徑異步軋制過程的2D模型，如圖1(b)所示。其中，軋輥及導(dǎo)料裝置為剛體，軋輥與軋板之間dlduω上軋輥軋板導(dǎo)料裝置下軋輥(a)異徑異步軋制(b)有限元模擬幾何模型圖1異徑異步軋制示意圖Fig.1SchematicdiagramoftherollingwithdifferentrolldiametersND(y)RD(x)TD(z)151

一次，軋板均由彎向直徑較小的下軋輥改為彎向直徑較大的上軋輥，且軋板彎曲方向改變時所對應(yīng)的r隨i的增加而增大。i=1.04時，軋板的彎曲程度在各壓下率下均比i=1.10及i=1.16時的��；i=1.10及i=1.16的曲線上，r=20%時軋板的彎曲方向不同而在其他r下，二者彎曲方向相同且k值比較接近。2.2異徑異步軋制軋板的變形特征選取r=20%時由異徑異步軋制(ASR)獲得的平直軋板與具有相同r的對稱軋制(CR)軋板，進(jìn)行拋出點(diǎn)處軋向RD的正應(yīng)變εxx、橫向TD面的切應(yīng)變εxy及等效塑性應(yīng)變εe沿軋板法向ND分布的對比，結(jié)果如圖3所示(圖中的橫坐標(biāo)s為數(shù)據(jù)采集單元的積分點(diǎn)在厚度方向位置的歸一化處理結(jié)果，s=0對應(yīng)軋板厚度中心，s=-0.5及0.5分別對應(yīng)軋板下表面及上表面)。由圖3(a)可以看出：沿軋板法向分曲率k/m-11.001.041.081.121.16101520253035404550異速比i壓下率r(%)r=10%r=20%r=30%r=40%r=50%i=1.04i=1.10i=1.16(a)(b)圖2異速比i及壓下率r對軋板曲率k的影響Fig.2Theeffectsofthedifferentspeedsratios(i)andreductionratios(r)onthesheetcurvature(k)20151050-5-10-15-20-0.500.5-0.500.5-0.500.5下表面中心上表面下表面中心上表面下表面中心上表面相對位置s相對位置s相對位置sεxxεxyεe(a)軋向RD的正應(yīng)變εxx(b)TD面的切應(yīng)變εxy(c)軋板法向ND等效塑性應(yīng)變εe圖3軋向的正應(yīng)變εxx、TD面的切應(yīng)變εxy及軋板法向的等效塑性應(yīng)變εe分布Fig.3Distributionsofnormalstrain(εxx)alongtheRD,shearstrain(εxy)alongTDandequivalentplasticstrain(εe)alongtheNDASRASRASRCRCRCR0.2320.2280.2240.2200.2160.150.100.0

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