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H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材,因其具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点,已被广泛应用。本文选择Q235热轧H型钢为研究对象,借助ANSYS、LS-DYNA软件,采用热力耦合有限元的方法,对H型钢轧制过程中温度场分布、轧制力以及轧后控制冷却温度场进行了模拟。对HN600x200规格H型钢开坯轧制第四道次的应变场、金属流动情况及温度场进行了模拟。发现H型钢轧件变形非常不均匀,在腹板部位的应变最小,翼缘部位较高,腰腿连接部位的应变最大。而金属流动情况更加复杂,腰腿连接部位翼缘外侧的金属向翼缘端部流动,翼缘内侧金属沿着水平辊辊面向腰腿连接部位流动。而腰腿连接部位金属流向比较复杂,最内侧部位向腹板流动,而腹板连接部位则向翼缘外侧流动。温度场模拟采用了新的反双曲正弦本构材料模型,而且模拟结果与文献数据以及传统热弹塑性模型的模拟结果吻合良好。建立了H型钢轧制力模型,选择HN800×300规格H型钢TM机组万能轧制第七道次为研究道次,有限元模型模拟结果和现场数据很好吻合,误差都小于10%。同时对轧制力的影响因素进行了模拟,发现随着轧件腰部压下率的增加、轧件内宽的增加、水平辊直径的增加、轧制温度的减小、轧制速度的增加、初始腿宽的减小,水平辊的轧制力增加。随着轧件腿部压下率的增加、初始腿宽的增加、立辊直径的增加、轧制温度的减小、初始腿厚的增加,立辊的轧制力增加。建立了H型钢轧后控制冷却过程的温度场有限元模型,模拟结果与文献数据对比,误差小于30℃,数据吻合良好。并制定了四种不同的控冷方案,从最高温度、最低温度、截面温差等方面考虑,认为方案一即腰部w1=2.2 L/(m2·s),腿部中间外侧w2=5L/(m2·s),腿部w3=3 L/(m2·s),腰腿连接处w4=5.5 L/(m2·s)的冷却效果最好。