半浮芯棒連軋管成型的有限元分析及軋輥孔型改進(jìn).pdf

1、無縫鋼管在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用于管道輸送、熱工設(shè)備、機(jī)械制造、石油地質(zhì)鉆探、化學(xué)高壓容器等。在無縫鋼管的熱軋工藝中,鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量與軋機(jī)設(shè)備密切相關(guān),其中半浮芯棒連軋管工藝是鋼管成形的重要工序。因此合理確定其軋制參數(shù)是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中都有待解決的關(guān)鍵問題,也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文圍繞著“連軋管機(jī)孔型改進(jìn)”進(jìn)行了以下研究工作：
　　 ⑴闡述了鋼管連軋理論,以半浮芯棒連軋管的工藝流程和軋制過程為基礎(chǔ),對(duì)連軋管機(jī)孔型的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行介紹。<

2、br>　　 ⑵為了更真實(shí)的對(duì)鋼管材料進(jìn)行模擬,設(shè)計(jì)了高溫力學(xué)試驗(yàn),研究了鋼管用20＃鋼在不同溫度和形變速率下的σ-ε曲線。在此基礎(chǔ)上,采用MATLAB軟件建立了20＃鋼在高溫下的粘彈-塑性模型本構(gòu)關(guān)系。分析表明,該本構(gòu)方程在試驗(yàn)的溫度和形變速率條件下具有較好的效果。
　　 ⑶在ANSYS/LS-DYNA軟件環(huán)境下建立了6機(jī)架半浮芯棒連軋管成型過程的三維熱固耦合有限元模型,并針對(duì)Φ109mm×6mm規(guī)格進(jìn)行了模擬分析。通過對(duì)比模

3、擬結(jié)果與荒管實(shí)物知,兩者孔型形狀在一個(gè)圓周內(nèi)的變化規(guī)律相似。驗(yàn)證了該模型的可靠性和該分析方法的可行性。
　　 ⑷分析指出了荒管形狀不規(guī)則的主要因?yàn)槭牵嚎仔秃蛙埣螤畈幌辔呛隙鴮?dǎo)致接觸的非同時(shí)性,使接觸邊界具有空間曲線(非平面性)的特點(diǎn)間接導(dǎo)致了荒管外徑分布不均；孔頂區(qū)和側(cè)壁區(qū)摩擦力分布的方向相反間接導(dǎo)致了荒管壁厚分布不均。通過改進(jìn)調(diào)整偏心距和軋輥輥縫,荒管形狀得到了明顯改善。數(shù)據(jù)表明,外徑與目標(biāo)值109mm的平均相對(duì)誤差由1.6