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随着国家海洋平台、交通运输和机械制造等领域的迅速发展,对厚板的需求量越来越大,性能要求越来越高。厚板在常规热轧过程中存在压缩比不足、厚度方向上的变形渗透性差、变形不均匀问题。传统轧制工艺受到电机电流和咬入条件的限制,道次压下量不能太大,无法获得心部组织性能良好的钢板。差厚轧制工艺在轧制咬入后不断改变压下量,来增加道次压下率,以改善钢板厚度方向变形渗透性。本文以国内某3000mm中板生产线为依托,采用理论分析、数值模拟和轧制实验相结合的方法,借助大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对中厚板差厚轧制规律及变形渗透性进行有限元模拟研究。本文研究的主要内容如下:(1)在查阅国内外中厚板差厚轧制及变形渗透性相关文献的基础上,综述了国内外差厚轧制技术的发展历程,论述了中厚板差厚轧制过程及变形特点,为中厚板差厚轧制的研究提供了理论基础。(2)研究了中厚板差厚轧制三维变形理论;以常规轧制为基础,结合差厚轧制自身特点,研究了差厚轧制过程的厚度控制模型、长度和宽度预测模型以及轧制力与轧制力矩模型。(3)简要介绍了ANSYS/LS-DYNA有限元软件的功能特点及求解步骤、显式动力弹塑性有限元的基本理论,建立了中厚板差厚轧制有限元分析模型,对中厚板差厚轧制变形渗透性及金属流动等规律进行了有限元模拟分析。(4)基于有限元模拟结果,对中厚板差厚轧制过程的金属流动、宽展延伸、轧制力变化及温度场变化规律进行了研究。重点分析了不同轧制工艺参数:压下率、轧辊直径、钢板厚度、摩擦系数、轧制速度、板坯初始温度对厚度方向变形渗透性的影响。(5)在国内某3000mm中板轧机上完成了差厚轧制和常规轧制工业实验对比。实验结果表明:与常规轧制比较,差厚轧制增大了钢板心部变形量,改善了钢板厚度方向变形渗透性,提高了钢板心部力学性能。