软件上的应变场--> 轧件展宽段的应变分布

楔横轧的全过程包括：楔入段、展宽段与精整段，这里只阐述具有代表性的展宽段的应变场。

1.横截面上的应变分布

楔横轧展宽段横截面上的应变分布，如图6-2-7所示。

在观察分析轧件应变应力场时，需要指出的是：将轧机作为参照物，即轧件相对轧机在旋转，轧件上的任一点都在不断地改变位置，同样一点当旋转90°后，X向与Y向变换一次，当轧件旋转一周时，将转换两次，以此类推。

从图6-2-7可以看出，在展宽段轧件横截面上产生很不均匀的应变场ε_x、ε_y、ε_z，但存在基本趋势与规律，即横向应变ε_x与纵向应变ε_y主要是压缩应变，轴向应变ε_z主要是拉伸应变，再叠加上模具作用产生的应变。

图6-2-7a为横截面上横向应变ε_x的分布，其特点是整个截面上都是压缩应变，但分布很不均匀，最大值为-0.195发生在入口与出口的附近，如图6-2-7a中G、H处。最小值为-0.03发生在与模具接触部位下面，如图6-2-7a中I处。可以认为在横截面直径方向被均匀压缩，再加上模具作用产生的拉伸与压缩叠加综合的结果。

图6-2-7b为横截面上纵向应变ε_y的分布。其特点与上面横向应变ε_x相同的是：整个横截面上都是分布很不均匀的压缩应变。不同的是：应变的大小正好相反，即最大值-0.240发生在与模具接触部位下面，如图6-2-7b中的I处，而最小值为-0.044，发生在入口与出口附近，如图6-2-7b的G、H处。

图6-2-5 典型楔横轧模具几何模型

图6-2-6 楔横轧有限元模型

图6-2-7 楔横轧展宽段横截面上应变场

α=28° β=8° ψ=40% d=40mm a）横向应变ε_x b）纵向应变ε_y c）轴向应变ε_z d）等效应变

图6-2-7c为横截面上轴向应变ε_z的分布。其特点是整个横截面上都是拉伸应变，但分布不均匀，最大值为+0.28发生在入口附近，如图中L处。在L-L连线附近的应变比较大。

从图6-2-7可以看出在展宽段下横截面上变形均为二向压缩（Y向与X向），一向拉伸（Z向）。

从反映应变强度的等效应变看，如图6-2-7d所示，在与模具接触下的局部最大，达到0.73，如图中M处，其次在整个圆周的外层，越往中心越小，中心只有0.35，说明楔横轧展宽段轧件的变形强度外层最大逐步向中心减少，这是楔横轧轧件变形重要特征之一。(www.xing528.com)

2.纵截面上的应变分布

楔横轧展宽段纵截面上的应变分布，如图6-2-8所示。

图6-2-8a为纵截面上横向应变ε_x的分布。在左端已轧细部分均为压缩应变，分布比较均匀，其压缩应变在-0.325～-0.28之间，在成形区内由左向右逐步减小。在成形面入口下面由于横向延伸出现局部拉应力，如图6-2-8a中N处，其值为+0.061。在轧件成形区外的右端未发生任何变形，其应变值为零。

图6-2-8 楔横轧展宽段纵截面上的应变场

α=28° β=8° ψ=40% d=40mm a）横向应变ε_x b）纵向应变ε_y c）轴向应变ε_z d）等效应变

图6-2-8b为纵截面上纵向应变ε_y的分布。在左端已轧细部分与右端未轧部分的纵向应变ε_y与横向应变ε_x的分布与大小基本相近。在成形区内的纵向应变ε_y与横向应变ε_x的分布也大致相同，同样在成形面入口下面由于成形区的压缩造成局部不大的拉应力，其值为+0.068。在轧件成形区外的右端未发生任何变形，其应变值为零。

图6-2-8c为纵截面上轴向应变ε_z的分布。在左端已轧细部分均为拉伸应变，其最大值为+0.53，其值向右逐步减少直到成形区的根部。在成形区里面基本上为拉伸应变，在成形区入口下面，如图6-2-8a所示的N处，由于金属轴向流动受阻，所以在这里出现局部不大的压缩应变。在轧件成形区外的右端未发生任何变形，其应变值为零。

图6-2-8d是纵截面上的等效应变分布，从它可以看出变形强度由右向左增加，即等效应变ε由零增加到1左右。

3.横截面上的等效应变特征

等效应变是反映变形强弱的指标，楔横轧变形过程中，轧件截面所处位置不同其等效应变ε的强弱是不同的。

成形区位置不动，截面位置改变如图6-2-9所示，截面在不同位置下的等效应变的变化，如图6-2-10所示。

以成形区入口为基准，截面距的距离为L，共有6种截面位置，其对应等效应变分别表示在图6-2-9a～f中。可以看出：

1）在成形区外的截面上，等效应变只发生在外层，中心并未发生等效应变（见图6-2-10a）。进了成形区，在截面上才整体发生等效应变（见图6-2-10b、c、d、e、f）。

2）等效应变，随L的增加而增加，即从0.22增加到1.01。

3）当L＞22.7mm时，截面上的等效应变场基本上不再变化。