立轧塑性变形的力学分析及边缘裂纹研究

钢坯边缘开裂是轧制工艺中的一个重要难题。建立了一种在立轧阶段对钢坯边缘裂纹扩展与闭合进行判断的能量分析模型,根据所提出的Γ-三次曲线函数狗骨模型,推导了对应的塑性流动速度场、应变速率场以及包含裂纹尺寸参数的总功率泛函表达式。基于功率最小化原理,数值求解了狗骨变形参数和轧制力,实现了对临界开裂点的计算。结合具体算例对所建立的计算方法进行了验证,并进一步研究了裂纹尺寸对立轧工艺参数和钢坯力学性能的影响。结果表明,开裂与钢坯边缘的变形程度有关,在压下量大小一定的前提下,增大立辊半径可以起到抑制边缘开裂、提高裂纹闭合率的作用。