熱軋模擬的案例
案例27-帶有3D網格重劃分的結構鋼熱軋分析
在大變形分析中（如熱軋，鍛造，擠壓等）單元均承受過度變形，這將最后導致計算終止。
主要用到了下列特點和能力：
• 三維問題中的網格重劃分
• 復雜問題中接觸技術的使用
• 用戶自定義對稱擴展選項
簡介
熱軋是發生于材料溫度在再結晶溫度之上的金屬成形問題。熱軋問題存在很多種，包含結構形狀軋制，其中型材通過軋輥以達到想要的形狀和截面。
結構鋼是最長使用的熱軋材料，通常結構鋼的形狀包括I型梁，H型梁，T型梁，U型梁和通道。本例子使用I型梁進行網格重劃分計算。
熱軋過程的描述
熱軋過程主要包含兩個階段，非穩態和穩態，熱軋過程的開始和結束是非穩態階段，剩余過程為穩態階段。
在非穩態階段鋼坯與軋輥接觸并填充了軋輥間的間隙，當鋼坯的末端與軋輥接觸分離后，成形過程進入穩態。
熱軋過程的模擬
盡管經常使用瞬態分析來模擬熱軋過程，當動態效應不重要或瞬態分析可能需要額外資源的時候，用靜態分析更好。本例演示了熱軋過程非穩態和穩態階段怎么通過靜態分析模擬的。
靜態分析分兩步，第一步建立軋制模型，第二步模擬熱軋。在第一個載荷步中，鋼坯朝剛性軋輥移動并與其建立接觸，填充軋輥之間的間隙，為了建立軋制過程，鋼坯應該部分填充進軋輥的間隙，這樣當軋輥開始轉動后，它們能通過摩擦力將鋼坯拉入。
在第二個載荷步中，軋輥將鋼坯拉入并最終將方形鋼坯變為I型截面塊。
在本例中，仿真由于網格扭曲在第一個載荷步的末尾終止，此時需要網格重劃分修復扭曲網格，分析以新網格重啟并繼續。
展開 金屬成型中軋制過程模擬 ---完全熱力耦合實例
本文主要介紹在abaqus中進行熱軋過程的模擬。
軋制主要有冷軋和熱軋，冷軋的過程與溫度無關。熱軋不但與溫度有關，并且溫度和力的作用相互影響，形成一個完全熱力耦合問題。
Abaqus中對于熱軋進行完全熱力耦合分析主要有以下幾個步驟:
1、建模
對于軋輥，若不考慮其變形情況，可以將其按照解析剛體的方式創建，在考慮其變形的情況，可按照實際情況施加防變形的輪，軋板采用可變形體模擬。
2、材料
材料包括力學部分和熱學部分，主要有導熱系數、比熱容、非彈性熱轉變分數、彈性、塑性、、密度、熱膨脹系數。此處應注意單位制以及塑性中應變應該是塑性應變而不是整體應變。所有參數根據實際是否與溫度有關。本文中設置所有參數均與溫度相關。然后為軋板建立截面，分配截面屬性。
3、裝配
軋輥下邊緣水平切線應低于軋板上平面，以保證機械接觸的發生，也可以在相互作用模塊給定調整值。
4、分析類型
在初始步后選擇溫度-位移動態顯式分析類型，并設置分析時間。同時可以考慮設置質量縮放。指定輸出變量中增加溫度的輸出。
5、相互作用
相互作用主要有兩部分：第一是軋輥外表面與壓板之間的機械接觸，壓板應該選擇上上表面以及運動方向的前端。第二是軋板的對流參數設置，二者采用同一個接觸屬性，接觸屬性應包括切向行為，給定摩擦系數0.1。熱傳導與間隙的關系，如下表。并給定接觸面由于摩擦產生的熱的百分比以及該熱量分配至從面的百分比，本文采用默認值。
此外需要將軋輥進行耦合至質心處，在質心位置對其進行加載。
6、載荷和約束
該模塊主要有兩部分需要定義:
第一，軋輥參考點約束除軸向外的所有自由度，約束軋板下表面Y向自由度，給定軋輥200℃溫度。
第二，給軋板初始溫度800和初始速度500℃。
7、網格劃分并計算
對軋板進行網格劃分并提交計算。
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