鋼管張力減徑成型過程模擬及孔型優(yōu)化.pdf

1、無縫鋼管由于具有強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。在采用張力減徑工藝軋制厚壁管時，鋼管壁厚易出現(xiàn)不均，通常鋼管內(nèi)壁呈六方形。這使得鋼管成為廢品，市場競爭力下降，并造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過數(shù)值模擬分析張力減徑過程中的壁厚不均成因并以此對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，不僅可以節(jié)省大量資源，而且對實際生產(chǎn)也具有很好的指導(dǎo)意義。本文在參考國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，采用有限元法對鋼管內(nèi)六方的成因及優(yōu)化進(jìn)行分析研究，并開展了如下的具體工作

2、：
　　 根據(jù)張力減徑過程中金屬成形的特點，設(shè)計高溫拉伸及壓縮試驗研究了鋼管材料合金鋼12CrMoV在高溫下的變形行為，并對試驗獲得的真應(yīng)力—真應(yīng)變關(guān)系曲線進(jìn)行回歸分析，建立起合金鋼12CrMoV的大變形粘彈塑性本構(gòu)方程。
　　 采用有限元方法建立起鋼管張力減徑的三維熱力耦合有限元模型，針對荒管尺寸為Φ137×19.5mm經(jīng)8架張力減徑機(jī)組減徑至Φ114×20.0mm的減徑工藝，在軟件LS—DYNA中對整個張力減徑過程進(jìn)

3、行了模擬。將仿真結(jié)果與真實產(chǎn)品進(jìn)行對比，模擬結(jié)果內(nèi)六方不均程度P值為0.042，真實產(chǎn)品P值為0.056，兩者內(nèi)壁形狀均為規(guī)則的六方形，這說明通過數(shù)值計算的方法對鋼管內(nèi)六方的形成過程進(jìn)行分析是可行的。
　　 仿真結(jié)果表明：由于孔形原因，鋼管內(nèi)壁金屬在圓周方向上從輥頂朝輥縫流動，并在速度最小位置處形成堆積；在輥縫區(qū)，摩擦力方向與軋制方向相同，致使鋼管表面形成附加軸向拉應(yīng)力，輥頂區(qū)摩擦力方向與軋制方向相反，形成附加軸向壓應(yīng)力，使得鋼