随着中国工业化,城镇化的高速发展,各行业对高质量的热轧带钢产品需求激增,在实际生产中通常采用立-平轧交替的方式来控制热轧带钢的宽度尺寸以达到提高产品质量的目的。在立辊轧制过程中,由于轧件的宽厚比大,故立辊轧制变形过程属于超高件塑性变形,塑性变形主要集中在板坯两侧边缘,造成立轧后板坯横断面会呈现狗骨形状。当前,国内外都是使用以水平轧制的轧制力公式为基础增加一些相应系数的方式来计算立轧过程轧制力。由于立辊轧制和水平轧制的差异性,所以此法常导致轧制力预设定时给出的预测值会与实际值偏差较大,需要经过大量自学习后才能达到热连轧带钢现场生产要求。而轧制现场总结的经验公式也无法给出满足不同条件各轧制参数间的相互制约关系,数值模型的可编程性不足,难以为自动化生产系统服务。因此开发一个有轧制理论支撑,解析性强,可编程性好的立轧轧制力解析模型对带钢热轧生产有实际意义。本文在深入理解热带钢粗轧立轧后产生狗骨形状原理的基础上,基于立轧的变形特点,首次提出使用滑移线场及滑移线场与工程法组合解析立轧轧制力的方法。主要研究内容如下:(1)在对立辊轧制的研究过程中,注意到立轧满足平面变形特点,所以可知立轧在稳定轧制条件下符合使用滑移线场解法的条件。在此条件基础上将轧件进行刚塑性分区,并绘制立轧塑性区的滑移线场与速端图。(2)使用Hencky应力方程推导立轧轧制力的解析解,并对轧制力矩与轧制功率的表达式进行求解。并根据立轧后轧件塑性区的滑移线场的几何特点,基于体积不变条件对塑性变形区的最大深度和立轧后的狗骨平均高度进行计算。将计算值与现场实测数据进行比较,精度吻合较好。(3)结合滑移线场法求解得到的塑性变形区的最大深度,使用工程法在轧件塑性区内取单元体对其沿高向建立静力平衡微分方程并与塑性条件联解对粗轧立轧轧制力的解析解进行推导,并对此立轧轧制力模型的物理意义进行分析。(4)使用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件平台,建立立辊轧制过程的有限元模型。使用LS-PREPSOT后处理软件求解模拟结果,对立轧变形规律进行总结并与组合解法解得的立轧轧制力模型进行比较,误差较小,对此轧制力模型的物理意义进行验证。将使用本文组合解法求解的立轧轧制力与带钢热轧现场的轧制力实测数据比较。比较结果误差在10%以内,可以满足现场控制要求。