钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟

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1、工学硕士学位论文钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟米楠燕山大学2008年4月国内图书分类号：TG335.71国际图书分类号：621.7工学硕士学位论文钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟硕士研究生：米楠导师：孙登月教授副导师：杜凤山教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：机械设计及理论所在单位：机械工程学院授予学位单位：燕山大学Classifiedindex:TG335.71U.D.C:621.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEXPERIMENTALSTUDY

2、ONSTRETCHREDUCINGPROCESSOFPIPEANDFINITEELEMENTSIMULATIONUNDERCROPENDCONTROLCandidate:MiNanSupervisor:Prof.SunDengyueAssociateSupervisor:Prof.DuFengshanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MachineryDesignandTheoryUniversity:YanshanUniversity燕山大学硕士学位论文原创

3、性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本

4、人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要全世界每年钢管制品的消耗量近五千万吨，钢管生产新技术的发展始终是世界钢铁行业所关注的焦点问题之一。钢管张力减径过程是热轧无缝钢管生产中的精

5、轧工序，其中的金属变形非常复杂，金属流动规律难以精确掌握，实际生产中不得不以多次反复试验来决定轧辊孔型及轧制生产工艺流程，从而造成产品成本高，生产周期长，开发新产品困难等问题。在张力减径机投入使用的初期，人们就发现钢管经过张力减径机轧制后，钢管两端的壁厚大于中部，称为管端增厚。这是张力减径的固有特点。而由此产生的管端壁厚若超过了成品的公差范围，就必须予以切除，从而使机组收得率降低，经济效益下降。因此，各钢管生产厂家均对减少管端增厚的措施进行了多方面的研究，并取得一些成果。其中，管端轧制时控制各机架轧辊转速动态变化的方法，在现有的机组上

6、采用较多，称为管端增厚控制(CropEndControl)。本文通过在管材连轧机上进行管材轧制试验，根据试验轧机及管材参数建立有限元仿真模型，对轧制过程进行模拟。模拟结果与实验结果吻合，验证了有限元方法的可靠性。其次，本文通过VB编制了CEC速度制度软件，该软件可以在不同参数输入下，快速计算实施CEC的时间和对应速度，并为使用者提供了多种数据输出方式。最后，采用有限元方法分别对不变速情况和头尾端控制下的张力减径过程进行模拟对比，验证了上述CEC速度制度软件的正确性和实用性。因此，本研究对于制定合理的轧管张力减径工艺具有重要的现实意义。

7、关键词张力减径；CEC；刚塑性；有限元；虚拟仿真I燕山大学工学硕士学位论文AbstractApproximately50milliontonsofsteeltubeandpipeproductsareconsumedintheworldannually.Developmentoftheinnovativetubeprocessingtechnologyhasalwaysbeenoneofthekeyfocusesinthesteelindustryintheworld.Stretchreducingisthefinishingstep

8、inhotrollingofseamlesssteeltube,duetothecomplexofmetalflowduringtubereducingprocess,it’sdifficulttocontrolthep