金属叠层复合材料能够在综合各组元金属性能特点的同时兼备多种材料的优异性能,大大满足了人们对于材料性能越来越高的要求,真正做到了优势互补,故其广泛应用于机械、航空航天、电子、医疗等高新技术领域。因此研发性能更优异的金属复合材料和改善现有的生产工艺都具有很高的实用价值。尽管金属叠层复合材料有着诸多优势,但金属叠层复合材料在冷轧过程中,由于各复合层的材料性能不同,在实际轧制过程中发现,由于变形的不协调会使得复合层间出现周期性颈缩、向厚度方向弯曲或断裂等现象,这些都大大限制了金属叠层复合材料的性能。由于金属复合板轧制是一种高度非线性的复杂过程,因此对于其轧制过程中复合层间的受力及变形研究较为困难。本文拟采用有限元模拟和实验研究的方法,利用Abaqus有限元分析软件对两种材料属性差别较大的金属叠层复合板的轧制过程进行有限元模拟,探讨金属叠层复合板轧后塑性失稳产生的机理,并进一步分析不同的轧制条件对复合板轧后塑性失稳的影响。然后通过钢/铝复合板的轧制实验对通过有限元分析提出的结论进行对比及验证。首先,基于商用有限元分析软件Abaqus,建立了铝/钢/铝三层对称复合板的有限元模型,模拟复合板轧后在复合层间出现的周期性颈缩现象。通过分析轧制过程中变形区的Mises应力云图可知复合板从轧制入口处到轧制出口处共发生了三次失稳,从轧制过程变形区轧制方向应力云图得知轧制过程由于复合板的钢层及铝层变形不协调,导致钢层轧制方向受到的拉应力不断发生变化,从而使得复合板钢层在轧制过程中发生三次颈缩,最终使得复合板轧后形成周期性颈缩现象。然后,对于三层对称复合板轧制有限元模型,在保持其他轧制参数及轧制条件不变的前提下,分别从厚度比、屈服强度、压下率、加工硬化率和轧辊直径五个因素对复合板轧制塑性失稳的影响进行模拟分析。分析后得知,对于厚度比,无论是铝/钢/铝三层对称复合板还是钢/铝/钢三层对称复合板,加厚铝层对复合板轧后的塑性失稳起促进作用,加厚钢层对复合板轧后的塑性失稳起抑制作用;对于屈服强度,加大复合板钢层和铝层金属的屈服强度差会加剧复合板轧后的塑性失稳现象;对于压下率,增大轧制压下率会加剧复合板轧后的塑性失稳现象;对于加工硬化率,无论加大铝层还是钢层的加工硬化率都会对抑制复合板轧后的塑性失稳现象。最后,在实验室展开铝/钢/铝三层对称复合板的轧制实验,通过实验来研究不同轧制条件对复合板轧后塑性失稳现象的影响,并与有限元模拟的结果进行对比,以来验证前一章分析的正确性。由于实验条件及材料限制,铝/钢/铝三层对称复合板不同轧制条件对轧后塑性失稳影响的实验研究只对比了厚度比及压下率这两个因素的影响。最终通过对比得知实验结果和有限元模拟的结果保持一致,从而证实了有限元分析得出的不同轧制条件对复合板轧后塑性失稳的影响规律。