热连轧辊系变形三维建模及有限元分析摘要构单元，既可以很好地体现单元在外载作用下的受力情况，又方便程序运算因其节点数较之节点的等单元较少，节约了大量的运算时间。在轧制区域我选用了单元对加载面进行划分，单元是具有节点的弹性壳结构单元，可以很好地和单元形成匹配。注意在选择壳单元进行网格划分的时候，要定义适当的单元厚度，并且使加载区单元划分地尽可能细致些，因为在进行加载时程序要从模型中获得该区域单元中心的坐标值作为参数参加计算分析。单元选取越细致，载荷施加的精度就越高。此外，单元还肩负着另外个任务，就是在采用扫掠创建体单元时，需要采用它对源面进行划分。在进行扫掠的时候，首先确定两轧辊的中间截面为源面，在这些源面上用不同的单元尺寸划分成密度不同的四边形面单元，然后确定是否存在目标面以使扫掠可以进行，在对体扫掠的时候可以对预期大变形的体块进行网格细化。在扫掠工作完成之后，要记住将多余的源面上的壳单元删除。在工作辊和支承辊的接触区我们选用了个被称为接触对的组操作来划分两辊之间的接触区。的接触对创建会将互相接触的实体中刚度较大的那个定义为目标面，而将刚度较小的定义为接触面。在本课题中因支承辊的刚度较大，故将支承辊的接触面定义为单元，将工作辊的接触面定义为单元，然后对这些区域进行网格划分。网格划分的精度由划分体单元时的对面上得单元尺寸控制来保证，由于接触单元的网格精度控制的质量直接决定了求解的精确性，故可对接触面进行线或面的局部网格细化控制。材料特性的定义在划分单元的同时，还要对这些单元的材料特性作出定的定义。本课题中工作辊和支承辊的材料选取有所不同，支承辊采用铸钢，工作辊采用合金铸铁作为材料。由机械设计课程设计手册可以查出两种材料的不同的材料性质铸钢弹性模量,切变模量,选取泊松比，选取.合金铸铁弹性模量,切变模量,泊松比，选取.将两种不同的材料分别定义于两轧辊，然后再定义接触对。所有单元创建完成以后的模型如图所示。图单元划分后的模型图模型设计．用于生成轧制区壳单元的程序语句如下!!!划分加载区!!!控制轴向单元尺寸!!!控制径向单元尺寸,.用于生成源面壳单元的程序语句如下,!!!壳单元的单元和实常数类型,!!!支承辊的源面壳单元划分,!!!单元形状,!!!设置四边形网格尺寸,!!!支承辊的材料特性,!!!扫掠生成支承辊,!!!工作辊的源面壳单元划分,!!!工作辊的材料特性,!!!扫掠生成工作辊!!!自由网格划分生成与轧制面所在的体!!!删除多余的源面上的壳单元,.用于生成接触对的程序语句如下!!!创建目标面单元!!!组定义,!!!分配单元类型,!!!创建接触面单元所创建的接触对的单元形状如图所示。图接触对的单元划分关于接触对于接触这种高度的状态非线性行为，我们般可以分为刚体柔体接触和柔体柔体接触。不同的接触单元有着不同的性质，本课题中所选的单元，适用于的曲面接触，允许表面有大滑移，通用于刚体柔体接触和柔体柔体接触。在中，面接触较之其他几种接触形式在建模分析中有着显而易见的优势它支持有大滑动和摩擦的大变形，协调刚度阵计算，单元提供不对称刚度阵的选项，没有刚体表面形状限制允许有自然的或网格离散引起的表面不连续。.边界条件的确定及加载边界条件的确定因采用模型进行加载分析，故确定约束条件如下.在两辊的中间截面，施加轴向和水平面上的径向约束.在支承辊的辊颈处，施加小部分区域的垂直方向的约束。做出这样的简化是有些不足的，轧辊中间截面的约束会使求解结果在截面处有定的失真，而且将支承辊辊颈上动压油膜轴承的位置上的面约束简化成节点约束同样会使得此位置上的分析结果和真实情况有定出入，只是在本课题的分析中，这样的简化可以较好地满足分析需要。加载工作辊上受到两种载荷.作用于辊身轧制区的轧制力.作用于辊颈处的弯辊力。其中弯辊力的实现较为容易，只需在正确的节点位置施加集中力即可。而轧制变形区的轧制力的施加则远没有这么容易了。本课题中热轧辊系单位轧制压力是通过公式得到的，这个力是随着轧制区位置的变化而变化的。也就是说，在加载的时候，我们必须依据公式对不同的轧制变形区域施加不同的单位压力。此步骤可以通过语言编程来实现。通过