鋼管定減徑過程的理論計算研究及有限元模擬分析.pdf

1、定(減)徑是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中的精軋工序，其工藝水平的高低直接關(guān)系到成品的質(zhì)量和成材率，無縫鋼管定減徑成形工藝由以前的經(jīng)驗分析到定量分析，這是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 鋼管減徑時存在明顯的金屬橫向流動和寬展，在研究減徑過程中軋件內(nèi)部應(yīng)力及變形分布的基礎(chǔ)上，采用工程計算法求解軋制過程的變形力，能夠正確選擇壓力加工設(shè)備和軋輥的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度；分析減徑變形時金屬流動的規(guī)律，可以尋求荒管的形狀尺寸與加工后成品管的形狀尺寸的關(guān)系，因此對其

2、進(jìn)行研究對于制定合理的軋管工藝具有重要的意義。 本文具體研究方法為：以冷尺寸為φ219×6.55的荒管經(jīng)12架微張力減徑機(jī)組減徑后，達(dá)到φ194×6.80的成品管的過程為研究對象，利用經(jīng)典的金屬軋制變形理論和彈塑性有限元理論對減徑過程進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上，采用工程法計算了各機(jī)架鋼管壁厚值和軋制力的大??；利用ANSYS/LS-DYNA大型有限元分析軟件，對減徑過程變形區(qū)金屬的三維流動過程進(jìn)行了直觀、適時、定量的有限元仿真模擬；

3、通過實驗(壁厚)驗證了工程法計算結(jié)果，并結(jié)合現(xiàn)場實際建立出回歸模型。 通過對鋼管定減徑過程的理論計算研究和有限元模擬分析，計算出的壁厚變化值與端頭實驗數(shù)據(jù)接近，因為壁厚精度(特別是端頭)直接關(guān)系到軋管成材率的高低，故工程計算法對端頭壁厚控制及熱軋壁厚控制線的制定有較大的實用意義；用有限元模擬得到的變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變分布狀態(tài)，以及軋制力和壁厚的變化規(guī)律，與實際生產(chǎn)中鋼管的變形結(jié)果基本一致，能夠很好的解釋橫向壁厚不均現(xiàn)象，故用三維彈塑