塑性成形过程数值模拟是一个蕴藏着巨大经济效益的研究领域。随着有限元技术和计算机技术的发展,数值模拟已逐渐成为工艺分析及优化设计的有效工具。本文以DEFORM-3D软件为工具,采用塑性有限元数值模拟的方法,对桥梁伸缩装置用C、F型异型钢轧制孔型系统进行了研究,主要内容如下:1.对桥梁伸缩装置用C、F型异型钢轧制的孔型系统进行了塑性有限元数值模拟。结果表明,孔型两侧压下系数不均衡,轧件各部分和轧辊接触的不同时性破坏了轧件在孔型中的稳定性和材料的合理分布,是导致“耳子”和“缺肉”缺陷的主要原因;预弯角度及孔型侧壁与轧件待弯曲部分夹角(孔型侧壁作用角)是影响弯曲成形效果的两个重要因素,桥梁伸缩装置用异型钢设计的难点就在于弯曲成形孔型中角度的控制。2.对轧制的塑性变形规律及其影响因素进行了分析。结果表明,摩擦对轧制中咬入有重要影响,对弯曲成形的影响很小;外端、轧辊和轧件尺寸与形状轮廓、摩擦等都是影响轧制过程中变形和应力不均匀分布的重要因素;增大轧辊直径、压下率及摩擦因子都有助于增大前滑值;在一定范围内,前滑值随轧件终轧厚度减小而增加;对于平辊轧制,变形区具有明显的宽展区和延伸区分区特征。3.通过有限元模拟,获得了与实际轧制情况相符的轧制过程力矩曲线;通过塑性变形-热耦合计算,得到了轧件的内部温度场。4.对C、F型异型钢的产品结构及轧制成形特点进行了对比分析,总结了桥梁伸缩装置用异型钢产品系列轧制孔型设计的难点和规律,认为桥梁伸缩装置用异型钢产品系列具有结构相似性,C形异型钢轧制孔型系统是F、E或其他型钢孔型系统的基础,研究C形钢轧制成形规律对桥梁伸缩装置用异型钢系列产品开发具有重要意义。