图1圆盘剪切机工作图图2圆盘剪1/2虚拟样机模型文章编号：1001-3997（2012）10-0108-03带钢剪切断面层次分布对剪切工艺影响探究刘书浩陈兵杨竞（北京科技大学机械工程学院，北京100083）TheStudyofStripShearingSectionLevelDistributionofShearingProcessLIUShu-hao，CHENBing，YANGJingeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee【摘要】针对国内钢铁企业在使用圆盘剪切机进行剪切薄板带钢时，普遍出现断面毛刺的现象，通过理论分析结合有限元仿真，建立了剪切系统的三维模型，赋予实际作业工况，探求剪刃重合度、间隙剪等切工艺参数与剪切断面层次分布的关系。并以理论力学、材料力学、弹塑性力学的相关知识为基础，分析得出“取点分层法”。最后通过"取点分层法"得到了重合度、间隙与带钢剪切断面层次比例的关系以及对剪切工艺的影响因素，最终通过与经典剪切理论的对比，验证了仿真结果的正确性。关键词：断面；毛刺；层次分布；间隙；重合度【Abstract】Inviewofthegenerallyphenomenonofsectionburrintheuseofdiskshearingmachineforshearingplatestripwithdomesticironandsteelenterprises，throughusingthetheoryanalysiscombinedwithfiniteelementsoftwaresimulationtoolsinarticle，ashearsystemmodelonthesimplifiedprinciplewithconditionoftheactualoperatingisestablished，exploringtherelationshipbetweencuttingedgecoincidencedegree，gapshearprocessparametersandthelevelofdistributionofshearingsection.Andwiththeoreticalmechanics，materialmechanics，theelastic-plasticmechanicsknowledgeasthefoundation，themethodoftakinghierarchicalisgot.Andthroughthe“takinghierarchicalmethod”therelationshipofthecoincidencedegree，clearanceandstripshearingsectionlevelproportionaswellasonthefactorsonsheartechnologyisgot.Finallyusingthetheoreticalknowledgedemonstratesthe中图分类号：TH16；TG333.7+1；TG333.2+11引言文献标识码：A2圆盘剪切机有限元模型建立随着钢铁工业的迅猛发展，剪切机作为辅助设备在生产中起着不可替代的作用。双边圆盘剪切机（以下称圆盘剪，如图1所示）因具有成本低廉、工作效率较高等优势，在钢铁企业得到广泛应用。圆盘剪在使用中受到工作参数设置及剪切变形均匀性等因素限制，难以得到较高的剪切断面质量，给企业造成了一定经济损失。以国内某钢企冷轧圆盘剪作业中出现切边质量过低问题为契机，探析剪切参数对剪切断面质量的影响。以往断面分析方法在剪切参数对断面层次比例以及对剪切质量的影响因素分析中存在一定的缺陷，所以将以圆盘剪切机最重要的两个工作参数：剪刃间利用3D建模软件Pro/E，建立圆盘剪实体模型，通过有限元仿真软件Deform-3D与Pro/E软件接口将仿真模型导入。在Deform-3D通过参数设置模拟实际工况，对带钢剪切断面质量进行仿真与分析。2.1几何模型建立在Pro/E中建立与实体1：1的真实虚拟样机模型，利用工作时圆盘剪切机几何对称、工作对称特性以及带钢在进给方向上的剪切力学性能不变等特性建立1/2对称模型，不仅有助于减少计＊来稿日期：2011-12-23eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee剪切加密区图3网格加密图abhcd图4断面分层图图中：a—塌角；b—切断层；c—撕裂层；d—毛刺上剪刃裂纹线a带钢b下剪刃图5剪切点连线图第10期109刘书浩等：带钢剪切断面层次分布对剪切工艺影响探究2.2材料属性被剪切带钢材料选用45#钢，AISI-1045，COLD[70F（20C）]，断裂准则选用Fracture中的Cockcroft&Latham，也称CL准则。CL准则是指对于物体体积、温度、材料性能及其他性能相同的情况下，以最大拉伸应力—应变能为临界条件，当其值达到某特定值时产生断裂的准则。因为其在设置及运算中可以与有限元软件很好结合（有利于网格重划分），所以被得到广泛应用。2.3网格加密及其载荷施加为消除剪切断裂时网格节点脱落对剪切力波动的影响，使（4）断裂阶段：这个阶段材料变形程度最大，剪切力由最大值逐渐下降，带钢受到剪刃剪切力及废钢侧带重力下拉作用，沿裂纹萌生方向开始扩展断裂，最终完成剪...