H型钢最初是由工字钢优化发展而来的一种经济断面型材,由于其优越的力学性能,被广泛应用与各种钢结构建筑中。在发达国家,H型钢的使用量占钢结构建筑用钢总量的50%以上。因此一个国家热轧H型钢的生产情况,不仅代表其型钢生产水平,也是衡量其钢结构建筑发展的标准。我国通过十多年的大力扶持与推广,热轧H型钢的生产发展迅猛,但是大型钢结构建筑中所必需的大规格热轧H型钢,由于具有较大的深宽比,成形更困难,对生产设备要求更高,在国内发展相对较缓。为了深入研究大型H型钢的成形工艺,本文以莱钢大型H型钢生产线的典型型号为例,运用金属塑性成形仿真技术对其轧制全过程进行仿真研究,不仅揭示了大型H型钢金属塑性成形规律,而且通过对轧辊进行弹性建模,得到了轧辊在轧制过程中的受力与变形情况,研究成果为实现轧件尺寸精度控制和轧机稳定运行控制提供参考。本课题在有限元软件ABAQUS平台上,综合运用显式算法和隐式算法,对大型H型钢的轧制过程和间隙散热过程进行有限元建模,并采用基于网格重构技术的多道次H型钢热轧过程分析流程,仿真模拟了热轧大型H型钢从坯料到成品的轧制全过程,确保了多道次成形过程有限元模拟的连续性。根据建立的有限元仿真模型,以及得到的生产过程中全面的轧制参数,本文详细讨论了在异型坯开坯阶段和精轧X-H轧制阶段的各轧制道次中轧件与轧辊的受力与变形状况,以及期间轧件温度的变化规律。通过综合分析轧辊与轧件之间的相互作用,得到了大型H型钢在不同轧制道次的金属流动规律,为产品缺陷研究,以及质量控制提供了理论基础。详细讨论了开坯轧机轧辊与万能轧机轧辊在不同轧制道次的受力与变形的情况,不仅获得了轧辊的弹性变形对轧件成品尺寸精度的影响规律,而且分析结果也可对轧机的运行状况做出评估,进而为轧辊孔型设计提供参考,为轧机的改进与优化提供理论依据。本课题的研究拓展了金属塑性成形仿真技术在型钢生产中的应用,可以为大型H型钢生产线热轧工艺的改进,新规格产品的开发提供帮助。