碳鋼-不銹鋼復(fù)合無縫鋼管穿孔及多道次軋制成型過程的研究.pdf

1、碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管可充分發(fā)揮基材碳鋼優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能及價(jià)廉特征和不銹鋼優(yōu)異的耐蝕性能，在石油、石化及海洋等腐蝕性較強(qiáng)的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用空間。研究碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管成型過程對(duì)其成型工藝及尺寸精度分析具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文利用熱-機(jī)耦合以及材料、幾何和邊界條件等多重非線性有限元法，應(yīng)用高級(jí)非線性有限元軟件MSC.Marc和網(wǎng)格重劃分技術(shù)，對(duì)碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋穿孔、碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋以及多

2、道次軋制成型過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要研究工作包括:
　　(1)建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管兩輥斜軋穿孔過程的有限元模型，在此基礎(chǔ)上，建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管兩輥斜軋過程的有限元模型，獲得了斜軋過程的應(yīng)力應(yīng)變與溫度場(chǎng)的分布、坯料運(yùn)動(dòng)軌跡及軋制過程中軋制力的變化規(guī)律，并對(duì)碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋成形過程的機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　(2)通過對(duì)鋼管Y型三輥兩道軋機(jī)軋制成型過程的數(shù)值模擬，獲得了鋼管橫截面金屬流動(dòng)的變形規(guī)律，

3、冷連軋成型后鋼管的殘余應(yīng)力分布規(guī)律。研究了不同軋制階段時(shí)鋼管外徑、內(nèi)壁、中間層的三向應(yīng)力分布，以及應(yīng)力分布對(duì)鋼管直徑和壁厚精度影響的機(jī)理。
　　隨后，在冷軋鋼管殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上，對(duì)存在初始?xì)堄鄳?yīng)力的缸筒在液壓載荷作用下的承載能力進(jìn)行了研究，與沒有初始?xì)堄鄳?yīng)力缸筒的承載能力進(jìn)行了比較，分析了殘余應(yīng)力對(duì)液壓缸承載能力的影響。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，冷連軋鋼管的殘余應(yīng)力能夠降低液壓缸筒的環(huán)向和徑向變形，這對(duì)于降低液壓缸的磨損提高壽命以及提高液

4、壓缸的密封性能有利，但是殘余應(yīng)力也同時(shí)增大了液壓缸筒外壁局部區(qū)域的等效應(yīng)力，對(duì)缸筒的強(qiáng)度會(huì)有一定的影響。
　　(3)建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管Y型三輥兩道次冷軋過程的有限元模型，獲得了鋼管橫截面金屬流動(dòng)的變形規(guī)律。研究了不同軋制階段時(shí)鋼管外徑、內(nèi)壁、界面的三向應(yīng)力分布，以及應(yīng)力分布對(duì)碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管直徑和壁厚精度影響的機(jī)理。
　　(4)建立了兩道Y型三輥熱軋無縫鋼管成型過程的有限元模型，該模型能很好的模擬了鋼管的