随着现代化热轧带钢板材加工技术向着高度自动化的方向发展,对轧制带材的板形、尺寸精度和综合机械性能的精确控制显得越来越重要。深入研究探索带钢热轧过程的板形理论及金属变形行为对实现高精度控制板形和提高带材性能具有重要意义。辊系变形是板形理论中的重要内容,准确计算轧辊弹性变形是实现合理设计原始辊形和良好板形控制的前提之一。热轧带钢金属热模拟实验可以较为真实地反映实际生产过程中的金属变形抗力,对于进一步精确确定轧制工艺参数和力能参数,以及制定更加合理的轧制工艺制度有重要的工程意义,同时为实现轧制过程模拟提供可靠的依据。模拟与分析带钢变形时金属三维流动的规律,可以寻求变形过程应力沿带材各个方向的分布与多重轧制因素之间的关系,对于控制轧后带材板形和尺寸精度具有一定的科学意义。本文具体研究方法为:以板坯尺寸150×800×9500mm经二辊可逆粗轧至中间坯22×800mm×l,再经四辊七机架连轧至3.0×800mm×L的轧制工艺和生产设备为研究对象,分别利用简支梁法和弹性力学有限元法对轧制该工艺时的二辊粗轧机轧辊和四辊精轧机工作辊的弹性变形进行计算研究;采用Gleeble-1500热模拟实验机对上述带材(钢种为Q345)的试样进行拉伸实验,并对测得的不同温度和不同变形速度条件下的金属变形抗力进行分析;结合弹塑性和刚塑性有限元法基础理论,运用ANSYS大型有限元分析软件,对粗轧和精轧过程分别进行二维和三维有限元模拟,并对轧制变形过程的金属流动行为及应力分布等进行讨论。采用有限元法和简支梁法对轧辊弹性变形进行计算,得到的结果均可反映轧辊轴线挠度变化状态,而有限元法的结果更为清楚细致,尤其对于四辊精轧机组,有限元法还能够得到工作辊在受力变形后的承载辊缝形状,可以直接反映轧后带钢的板形。粗轧过程二维有限元模拟得到的变形区中部的应力分布较为均匀,而在咬入和抛出阶段的应力变化较为剧烈,得出的轧制压力沿接触弧上的分布规律与实际情况较为吻合,计算出的轧制压力较工程算法更为精确,增加有限元网格密度可以得到更为准确的轧制压力;对精轧过程进行三维有限元模拟,得出了轧制过程中各个时刻的应力应变动态变化和金属流动结果,模拟出的带钢宽展及其分布规律与实际情况一致,轧后板头出现的舌形也与实际吻合,摩擦系数的增加会引起金属宽展的增加,更加复杂的边界条件易导致计算过程不收敛,并会大幅度增加计算时间和消耗计算机资源。综合运用以上方法对带钢热轧过程进行深入研究,有助于合理设计轧辊辊形、