本文以航空发动机叶片为研究对象,应用ANSYS-LS/DYNA有限元软件,采用有限元显式算法对叶片辊轧过程进行了可视化模拟与动力学分析,其研究结果对叶片实际加工中的型面控制具有指导作用。首先,建立了叶片辊轧过程的金属单元的应力、应变数学模型以及轧制区的力学模型,分析了叶片单元体的应力应变关系以及位移与应变关系,分析了叶片与轧辊的咬入和稳定轧制条件,以及分析了叶片所受轧制力与辊轧力矩的关系式。其次,采用Pro/E软件中的高阶拟合曲线工具建立叶片模具的型面。通过Pro/E与ANSYS的接口,将模型导入。并设定模具为刚性体和毛坯为多段线性弹塑性,采用自动接触模型,对叶片的辊轧过程进行仿真。研究了高精度非线性叶片在辊轧过程中辊轧工艺参数对纵向轧制力、轧制横向力、轧制扭矩、等效应变的分布以及金属的流变特性的影响:同时结合叶片以及轧辊的辊轧误差位置,确定叶片的关键截面,研究安装误差对叶片辊轧过程的金属流动精度的影响。研究结果表明:纵向轧制力、轧制横向力以及轧制扭矩的增加幅度随着摩擦系数的增加相应减小;压下率增加相同的幅度,相应的纵向轧制力、轧制横向力以及轧制扭矩增加幅度增加;纵向轧制力、轧制横向力以及轧制扭矩随着辊轧速度的提升而减小;冷轧情况下,辊轧的温度对纵向轧制力、轧制横向力以及轧制扭矩没有影响。摩擦系数、压下率的增加使叶片的应变增大,且在叶片变形最大处更明显。轧制速度对叶片的应变影响则与以上二者相反。摩擦系数、压下率和轧制速度对叶片横向位移精度影响较小,对叶片的法向位移精度影响较大。轧辊的安装误差使叶片型面上的节点产生较小的横向位移偏差,而使节点产生较大的法向位移偏差。轧辊安装误差的方向使节点产生大小相同的法向位移偏差。叶片安装误差对叶片的横向精度影响较小,法向精度影响较大;仿真结果不仅可以实现叶片辊轧微观过程的可视化,还可以为叶片的辊轧工艺参数和安装位置的调整提供依据。摩擦系数与压下率相比,通过修改前者产生的型面偏差小一些。