矩形鋼管拉拔成形三維彈塑性有限元模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、矩形鋼管是鋼結(jié)構(gòu)的最佳立柱材料之一，在建筑、化工、電站等各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。但是受理論基礎(chǔ)和研究方法的限制，目前矩形鋼管拉拔工藝仍然采用以經(jīng)驗(yàn)為主的試驗(yàn)法制定，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。有限元模擬技術(shù)可以獲得金屬變形更微觀全面的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)日益成為塑性成形研究中的有力工具。 本文以130×50×3.5mm矩形管為例，對(duì)矩形管拉拔成形過程進(jìn)行研究。首先，通過分析矩形管成形過程的變形特征，以及成形方法和工藝參數(shù)對(duì)成形的影響，確定采用輥模拉

2、拔與短芯棒拉拔相結(jié)合的兩道次拉拔工藝方案。在此基礎(chǔ)上，建立有限元模型并對(duì)矩形管拉拔成形過程進(jìn)行三維有限元模擬，得到應(yīng)力應(yīng)變的分布狀況和金屬的流動(dòng)規(guī)律。 針對(duì)矩形管拉拔成形中出現(xiàn)的不足，本文從兩個(gè)方面對(duì)矩形管拉拔成形過程進(jìn)行優(yōu)化。一方面，引入流函數(shù)法建立拉拔模的模腔曲面方程，對(duì)傳統(tǒng)的錐形模模腔進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出“流線型”拉拔模。通過對(duì)“流線型”拉拔進(jìn)行有限元模擬，并和傳統(tǒng)的“直線型”拉拔對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，“流線型”拉拔改善了金屬的流動(dòng)狀態(tài)