钢管短芯棒拉拔过程的数值模拟及拉拔工艺、芯模的优化设计

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1、四川工业学院硕士学位论文钢管短芯棒拉拔过程的数值模拟及拉拔工艺、芯模的优化设计姓名：刘传璞申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘锦云20030501一钢管短芯棒拉拔过程的数值模拟及拉拔工艺、芯模的优化设计材料学专业研究生刘传璞指导教师刘锦云摘要本论文综合运用金属弹塑性变形的专业知识、数值模拟知识以及计算机应用和开发知识，以现有的大型通用有限元分析软件ANSYs作为二次开发平台，开发出适用于带芯棒钢管拉拔过程数值模拟专用有限元分析软件，并应用该系统来优化带芯棒钢管拉拔工艺和芯模的设计。通过对一个典型的带芯

2、棒拉拔(中60×3．O啪一①55×2．7咖)过程的模拟，分析了在拉拔过程中芯模应力和钢管轴向应力的分布特点。在对芯模的应力分析中得出，芯模的最大应力在芯模的表面上里点状分布，具有较大的值，而芯模其它部位承受的应力并不是很大。在拉拔过程中，芯模最大应力从芯模的定径带和前倒角交界处附近转移到芯模定径带靠近芯模锥面附近。芯模的这种应力分布状况和芯模的失效形式密切相关，芯模应力呈点状分布使得芯模局部容易产生粘着磨损，芯模的定径带附近承受交变的最大应力使得芯模容易产生微裂纹，微裂纹的扩展使得芯模开裂。钢管最大轴向应力

3、出现在芯模向工作位移动的过程中，最大拔制力出现在钢管和芯模滑动开始时。在对钢管拉拔工艺和芯模优化设计前，为了找出各个因素对芯模最大应力和钢管最大轴向应力的影响规律，采用正交试验原理和相似原理对32组短芯棒钢管拉拔过程进行了模拟。根据模拟的试验数据，对芯模最大应力和对钢管最大轴向应力的影响因素按主次进行了排序，分析了各个因素对芯模最大应力和对钢管最大轴向应力的影响趋势。根据分析的结果，提出了优化钢管拉拔工艺和芯模设计的方案，并对成都市异型钢管厂的一个中小直径钢管的拔制表进行了优化设计，最终减少了一个拉拔道次。

4、从芯模受力特点及失效形式上考虑，提出针对芯模的优化设计，主要应当从提高芯模材料表面性能上采取措施。关键词：钢管，短芯棒，拉拔，数值模拟，优化设计neN啪ericalSimulal岫ofSteelTubeDrawiIlgPmcesswimaShonMaIl嘶1and0ptiInizillgDesi印for1讪eDrawjngProccSsa11dMaIldrilM曩jo“ty：Ma：terialscienceGnduatestlld哪t：LIUch'11a11puSupervisor：LIUjinyunABS

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