金属的轧制是一个非常复杂的弹塑性大变形过程,其变形机理非常复杂,难以用准确的数学关系式来进行描述。随着金属塑性成形技术的日益发展,人们对其在成形过程中的变形规律、变形力学的分析越来越重视。有限元数值模拟技术作为应用非常广泛的工艺仿真技术之一,在产品优化设计、降低成本、缩短产品开发周期、预测成型缺陷等方面发挥着重要的作用。将有限元方法应用于轧制过程的理论研究不但可以节省实验费用,而且因其高速性和可靠性可以对轧制过程中不易进行实验研究的课题进行深入的探讨。随着计算机技术和软件水平的不断提高,有限元数值模拟已成功地代替了大部分轧制物理模拟。本文根据某车间技术部门设计的150方坯轧制4#角钢的技改方案,使用大型显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了粗中轧过程的三维弹塑性有限元模型,利用该套模型成功地模拟了从出炉后至精轧前的9道次轧制过程,直观清晰地观察到了各道次轧件的不均匀变形和畸变过程,得出了各道次中轧件的等效应力场、等效应变场、节点位移分布及轧制力变化曲线,分析了轧制过程中的变形规律。对设计孔型进行了模拟检验,指出了设计孔型在轧制过程中存在的问题,对优化设计工艺和完善技改方案有着重要的现实意义。对轧制力的模拟值和计算值进行了对比,证实了有限元模拟的可靠性和实用性。