大型筒节轧机是一种筒节在驱动辊、芯辊、抱辊共同作用下使筒坯外径增大、壁厚减薄的卧式轧制装备,其产品广泛应用于航天、核电、加氢反应器等领域。在大型筒节轧制工艺中,筒节轧制成形过程具有稳定性差、非线性、闭环、尺寸大、质量大等特点,对筒节轧制进行物理模拟研究成本太高。因此本课题建立热-力耦合有限元模型对轧制过程仿真研究,推导筒节极限抱辊力理论公式,缩短研发周期,节约研究成本,对大型筒节轧机的研发与挺高产品质量有很大的指导实践意义。主要研究内容包括:首先,研究筒节轧机基本工艺流程及极限抱辊力导致筒节塑性失稳的稳定性问题。建立二维有限元模型对轧制过程进行仿真,分析筒节受力状态及金属流动规律,得到轧制力能参数曲线,为筒节轧机的生产和实践提供理论依据。其次,基于薄壁特大型筒节由于抱辊力过大而产生的压溃现象,将筒节简化为线弹性模型,用单位载荷法推导极限抱辊力公式。并将解析结果与有限元结果对比,对公式修正与验证,得到最终极限抱辊力公式。对实际筒节轧制抱辊力的取值提供数据支撑。最后,基于有限元方法,分析各工艺参数对筒节椭圆度变化的影响和椭圆度在不同抱辊控制工艺下的变化规律。并以两侧抱辊、驱动辊位置检测筒节椭圆度,作为轧制中选择轧辊控制方式的标准。为实际生产中椭圆度的控制提供参数选择依据。本课题针对大型筒节轧机极限抱辊力与筒节椭圆度变化规律的研究,加速了大型筒节的实践生产和我国轧制工艺的发展,具有一定的理论意义和使用价值。