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301L不锈钢板是重要的城市轨道车辆车体用材料,但在钢板冷轧过程中由于冷轧工艺参数不当容易出现各种板形问题,影响着钢板产品的合格率。为了研究301L不锈钢板在不同冷轧参数下可能出现的板形问题,文章运用ABAQUS有限元数值模拟软件,首先,建立待轧301L不锈钢板与轧辊的三维几何模型并赋于材料属性;其次,以实际冷轧工艺参数为指导定义相互接触、确定载荷与边界条件,最后,划分有限元网格并提交分析作业,对钢板的冷轧过程进行动态数值模拟。在此流程下,通过控制变量法,在保持其它冷轧工艺参数不变的情况下改变单一冷轧工艺参数值,得到钢板在不同前后张力、摩擦系数和冷轧速度下的轧制压力、横向厚度偏差、轧后残余应力和等效塑性应变的分布情况,并分析其对板形的影响。 通过对比分析可知,前张力在95MPa~145MPa范围内、后张力在45MPa~95MPa范围内,随着前后张力的增大,轧制压力减小,压下量减小,当前张力为135MPa、后张力为65MPa时,冷轧后的301L不锈钢板横向厚度偏差小,纵向残余应力分布均匀,等效塑性应变波动小;摩擦系数在0.06~0.1范围内,随着摩擦系数的增大,轧制压力增大,压下量增大,当摩擦系数为0.08时,冷轧后的301L不锈钢板横向厚度偏差小,纵向残余应力分布均匀,等效塑性应变波动小;冷轧速度在5m/s~10m/s范围内,随着冷轧速度的增大,轧制压力减小,压下量减小,当冷轧速度为7.5m/s时,冷轧后的301L不锈钢板横向厚度偏差小,纵向残余应力分布均匀,等效塑性应变波动小;即前后张力的匹配为135MPa、65MPa,摩擦系数为0.08,冷轧速度为7.5m/s时钢板沿水平方向运动平稳,不发生跑偏、卡板,轧后板形优良。 为了验证数值模拟分析的可靠性,在实际生产线上以不同的前后张力进行301L不锈钢板的单道次轧制,并记录沿板宽方向钢板的横向厚度偏差,通过对比得到数值模拟结果和实验结果吻合,说明数值模拟分析方法可以为实际生产制定合理工艺参数提供指导。