HFW焊管排辊成形中线成形段有限元仿真分析.pdf

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1、第38卷第5期锻,1／，技’2013年1O月Vo1．38No．5FORGING＆STAMPlNGTECHNOL0GYOct．2013HEW焊管排辊成形中线成形段有限元仿真分析胡盛德，张静，刘勇，苏雨萌(武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉430081)摘要：排辊成形已经被广泛的应用于钢管生产，考虑到HFw焊管排辊成形过程十分复杂，涉及到明显的非线性，为了更好地了解板带的排辊成形过程，针对外径508mm焊管排辊成形机组的线成形段建立了大变形弹塑性有限元模形，利用显示动力算法进行了仿真计算，分别得到了线成形段板带

2、的等效塑性应变分布和几何变形，并和实际测量进行比较取得很好的吻合，验证了模拟的准确性。研究表明，排辊成形线成形阶段的较大塑性变形发生在带钢中心和与排辊接触的带钢边缘。关键词：排辊成形；线成形；加工硬化；开口度；等效塑性应变DOI：10．3969／j．issn．1000—3940．2013．05．038中图分类号：1．C376．9文献标识码iA文章编号：1000-3940(2013)05-0174—04AnalysisonlinearstepofHFWcageroll—formingwithFEMsimulationHUSheng-de，

3、ZHANGJing，LIUYong，SUYu-meng(KeyLaboratoryforFerrousMetallurgyandResourcesUtilizationofMinistryofEducation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstract：Cageroll-forminghasbeenwidelyusedinpipeproduction．Consideringthecomplexityofcagerollformingprocessof

4、highfrequencywelding(HFW)pipes，whichinvolvedlargedeflectionandnonlinearity，alargedeformationelastic～plasticfiniteelementmodelofthelinearsectionof0508n3xnweldedpipecageformingmillwasestablishedandsimulatedthroughadoptingdynamicexplicitalgorithminordertounderstandthedeform

5、ationprocessbetter．Thedis—tributionofeffectiveplasticstrainandthedeformedgeometryofthestripatthelinearsectionwereobtained，andtheaccuracyofsimulationwasvalidatedthroughthemeasurements．Thesimulationresultsshowthatatthelinearsectionthebiggesteffectiveplasticstrainoccursatth

6、ecenterofstripandthestripedge．Keywords：cagerollforming；linearforming；workhardening；openingvalue；equivalentplasticstrain随着焊管的需求日益增加，排辊成形越来越受但是对排辊成形的仿真模拟研究很少，特别是大口到人们的关注_】j。排辊成形所生产出的直缝焊管与径厚壁圆管的排辊成形的成形模拟更少，故本文针传统辊弯成形所等到的直缝焊管相比具有生产效率对HFW660E]焊管排辊成形接触复杂，高度非线高、管壁厚度均匀、成形区短、尺寸精度

7、高、表面性和大变形的特点，采用SolidWorks建立几何模质量好、边部形状控制好等优点。排辊成形与传统形，采用ABAQUS建立HFW焊管排辊成形中线辊式成形最大的不同就在于：在水平成形辊之间连成形段的弹塑性有限元模形_8]，对0508mm焊管排续的配置很多小辊，用来代替一般的水平成形辊，辊成形中线成形段的板带成形进行动态模拟，如图这些类似装在一个笼式框架里的小辊就称为排辊。1所示，通过分析带钢在线成形段的内部应变的分排辊成形继承了传统辊式成形的优点，抛弃了传统布情况和带钢在每个道次的横向等效塑性应变的变辊式成形的不足。在这个过程中，板

8、带经过非常复杂地变形，整个过程都涉及到材料的非线性：几何非线性和边界条件的非线性。虽然目前对传统辊弯成形仿真模拟比较多_2]，收稿日期：2013—04—24；修订日期：2013—06—23基金项目：钢铁冶金