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《钢管斜轧穿孔过程的三维有限元数值模拟及分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2007No6重型机械43钢管斜轧穿孔过程的三维有限元数值模拟及分析谢玲玲,黄贞益,王萍(安徽工业大学金属材料与加工重点实验室,安徽马鞍山243002)摘要:本文以某厂狄舍尔(Diescher)穿孔机为研究对象,应用DEFORM-3D非线性有限元分析软件对实心圆坯二辊斜轧穿孔过程进行了三维热力耦合数值模拟,通过分析圆坯的应力应变场和温度场及顶头穿孔过程中的温度场分布特征,得出管坯最大应力、应变、温度最高处位于管坯与轧辊、导盘接触区。顶头轴向温度梯度明显,头部温
2、度最高。为改善顶头的工作环境和提高其使用寿命提供了理论依据。关键词:斜轧;顶头;应力应变场;温度场;数值模拟中图分类号:TG3357文献标识码:A文章编号:1001-196X(2007)06-0043-053D-FEMnumericalsimulationandanalysisinpipecross-rollingpiercingprocessXIELing-ling,HUANGZhen-y,iWANGPing(KeyLabofMaterialsandProcessing,SchoolofMate
3、rialsScience&EngineeringinAnhuiUniversityofTechnology,Maanshan243002,China)Abstract:ThepapertakessomefactorysDiescherpunchpressasasubjectforstudy,andusesDEFORM,anon-linearFEManalysissoftware,for3Dheat-forcecouplednumericalsimulationforthecross-rollingpro
4、cessoftheroundbloom.Throughtheanalysisofthecharacteristicsofthestress-strainfielddistributionandtemperaturefieldoftheroundbloomandthetemperaturefieldofthepluginpiercingprocess,peoplefoundthatthemaximalstressandstrainaswellasthemaximaltemperatureappearatthe
5、areawherethebilletandrollercontact;theaxialtemperaturegradientofplugisclearwithmaximaltemperatureatheadpart.Alltheresultshaveaffordedtheorybasisforimprovingtheworkingconditionandtheservicelifeoftheplug.Keywords:cross-rolling;plug;stress-strainfield;tempera
6、turefield;numericalsimulation[1]裂、粘钢等失效形式报废。1前言目前无缝钢管生产面临的主要问题是斜轧穿斜轧穿孔是热轧无缝钢管生产的第一道变形孔过程中顶头失效问题。某厂使用的是平头向心工序,顶头在穿孔过程中直接与高温管坯接触,顶头,没有鼻型前端,因此也就没有塌鼻(或掉其受力复杂,要承受压应力、轴向力和表面摩擦鼻)现象问题,最常发生的失效形式就是开裂,力等作用,工作温度也较高。每穿一支钢管,顶另外还有粘钢现象的发生。头要用水急冷一次,然后再穿。由此可见,顶头在穿孔过程模拟方面从已
7、发表的文章中可以是在高温、高压和急冷急热的条件下工作的,经看到,大多数专家、学者都是研究内撕裂问题,受着机械疲劳和热疲劳的作用,故顶头常以开而对斜轧穿孔过程中轧制工艺参数对斜轧中力能收稿日期:2007-10-05;修订日期:2007-10-15参数及温度的影响研究较少,而该因素正是生产作者简介:谢玲玲(1978-),女,安徽工业大学助教,硕士。实际中更为关心的问题。44重型机械2007No6速np=26r/min;送进角=12;辗轧角=0;2几何模型的建立
8、及边界条件的处理轧辊距离Bck=1546mm;导盘距离Lck=173mm。21几何模型的基本假设轧辊、导盘、顶头在模拟中被认为是模具。本文所建立的二辊斜轧穿孔模型为三维塑性轧辊、导盘和顶头的几何模型均按某厂生产所用有限元模型,其数值模拟计算时间长,工作量尺寸规格建立。大。根据斜轧工艺的实际情况,为便于进行有限在模拟过程中为了逼近生产现场情况,在管元分析计算、减小计算时间和所需硬盘空间,同坯咬入阶段采用推杆(
