UOE成型三维有限元仿真研究.pdf

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1、宝钢技术2014年第1期UOE成型三维有限元仿真研究王啸修，邹天下，李新文，郭运(1．宝山钢铁股份有限公司，上海201900；2．上海交通大学，上海200240)摘要：研究UOE成型三维有限元模拟方法。基于弹塑性有限元方法，通过建立UOE焊管成型的三维有限元模型，全方位模拟具有大变形和复杂接触的弹塑性成型过程，分析板料在弯边、u成型、0成型、预焊及扩径等各个成型阶段的变形构型、等效塑性应力和应变分布的变化，并与实际工艺质量进行比较，验证了模型的准确性。并且通过有限元仿真的手段研究了板料尺寸在UOE成型过程中的变化规律。研究结

2、果可为UOE工艺设计以及UOE焊管可制造性评估提供借鉴。关键词：焊管；UOE成型；三维模型；有限元分析中图分类号：TG445文献标志码：B文章编号：1008—0716(2014)01—0040—07doi：10．3969／j．issn．1008—0716．2014．01．008SimulationandanalysisofUOEpipeproductionprocessingbythree．dimensionalfiniteelementmethodWANGXiaoxiu，ZOUTianxia，LIXinwenandGUOY

3、un(1．BaoshanIron＆SteelCo．，Ltd．，Shanghai201900，China；2．ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：SimulationmethodofUOEformingbythree—dimensionalfiniteelementhasbeenstudied．Largedeformationandcomplexcontactelasto—plasticformingprocesshasbeensimulatedin

4、aUdirectionsthroughestablishingthree-dimensionalfiniteelementmodelofUOEpipeforming．Duringthecrimping，U—forming，O—forming，mechanicalexpandingandpre—weldingformingprocesses，thedeformedgeometriesofdifferentsteps，distributionoftheequivalentplasticstrainandstressofthepi

5、peareanalyzed．Furthermore，changeregularityofplatesizehasbeenstudiedduringUOEformingprocess．Throughtheproductionpractice，theaccuracyofthemodelisverified．ThisresearchishelpfulfortheformingprocessdesignandthecapabilityevaluationofUOEplant．Keywords：weldedpipe；UOEformin

6、g；three—dimensionmodel；finiteelementanalysis20世纪下半叶以来，全球范围内对石油天近年来，有限元方法已经应用于UOE成型工然气产品的需求日益增长，促进了油气开采、输艺的研究中。刘京雷等采用有限元分析方法研究送和深加工等行业的迅速发展。作为油气运输了焊管UOE成型技术中预弯弧度和预弯半径对主要方式，油气输送管道也进人工程建设高峰O成型的影响⋯；黄克坚等利用有限元分析软件期。由于安全性更高，采用UOE成型法生产的MSC．MARC研究了焊管UOE成型工艺的O成型大口径直缝埋弧焊管被大量应

7、用于油气输送管过程，揭示了板料的变形机理；M．D．Herynk，道工程。S．Kyriakides等采用平面应变二维有限元模型对UOE成型过程进行了仿真研究；赵石岩等采用平面弹塑性模型，对UOE成型过程进行了数值模王啸修硕士1978年生2004年毕业于同济大学现从事钢管制造专业电话26644241拟，分析了UOE工艺参数对板料变形规律及成型E—mailwangxiaoxiu@baostee1．con载荷的影响L4j；HANJianzeng等利用UOE成型二46宝钢技术2014年第1期等效应力场，重点分析了板料在变形过程中沿着参

8、考文献管体轴向的残余应力分布情况，并且获得了管件刘京雷，黄克坚，阮锋．预弯工艺参数对UOE焊管0成型的影响[J]．塑性工程学报，2006，12(3)：71—74．在成型过程中壁厚和长度的变化规律。这对于优刘京雷，黄克坚，阮锋．大口径直缝焊管0成型过程有限元化工艺参数、预测成型过程中钢板的缺