銅管四輥行星軋制工藝有限元模擬研究.pdf

1、最近出現(xiàn)了一種新的軋管工藝——STP軋管工藝，其核心設(shè)備為四輥行星軋機(jī)，又稱(chēng)KRM軋管機(jī)，其結(jié)構(gòu)和工作原理與三輥行星軋機(jī)(PSW軋機(jī))類(lèi)似。與三輥行星軋機(jī)相比，采用四輥行星軋機(jī)軋制銅管的軋制速度更快，可以大大提高生產(chǎn)效率；而且管坯變形更均勻，軋出的產(chǎn)品質(zhì)量更好。 目前，銅管四輥行星軋制工藝尚處于摸索階段，軋制過(guò)程中材料的流動(dòng)機(jī)制、管坯的變形過(guò)程以及溫度場(chǎng)分布等也有待研究。本文借助商業(yè)非線性有限元分析軟件Msc.Marc，對(duì)TP2

2、紫銅管四輥行星軋制過(guò)程進(jìn)行了可視化數(shù)值仿真模擬分析，為探索銅管四輥行星軋制工藝提供了一種有效途徑。 建立合理有效的銅管四輥行星軋制有限元模型是正確進(jìn)行模擬分析的關(guān)鍵。首先，在充分了解四輥行星軋機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立四輥行星軋機(jī)軋制的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)出軋輥轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式，為設(shè)定合理的模擬軋制工藝參數(shù)提供理論依據(jù)；而后，通過(guò)Gleeble壓縮實(shí)驗(yàn)獲得TP2紫銅在不同溫度、不同變形速率下的流動(dòng)應(yīng)力，為有限元模擬提供準(zhǔn)確的材料

3、模型；進(jìn)一步給出合理的初邊條件和邊界條件及其在有限元分析軟件中的設(shè)置處理方法，對(duì)有限元分析中所需的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，最終建立起合理的TP2紫銅管四輥行星軋制有限元分析模型。 通過(guò)模擬分析獲得了銅管四輥行星軋制管坯變形過(guò)程及材料的流動(dòng)機(jī)理。四輥行星軋制過(guò)程中坯料既沿著圓周方向旋轉(zhuǎn)，又沿著軋制線前進(jìn)。而管坯橫斷面的變形一個(gè)是從圓形到圓四邊形再回規(guī)圓形的過(guò)程。與三輥行星軋制相比，四輥行星軋制管坯的反復(fù)彎曲應(yīng)力顯著減小，進(jìn)而大大減小了在