钢管三辊连轧成型过程的有限元分析.pdf

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1、2014NO．1重型机械·51·设计计算钢管三辊连轧成型过程的有限元分析王献抗，叶金铎，马叙，田倩倩，李雪，鲍岩(1．天津理工大学机械工程学院，天津300384；2．天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384)摘要：本文采用弹塑性、大变形和接触非线性有限元法，应用MARC软件对Y型三辊两道冷轧钢管的成型过程进行了分析，得到了钢管在成型过程中横截面的变形图和应力应变的分布规律。根据数值计算结果绘制了钢管冷轧成型过程中的轴向应力、环向和径向应力分布曲线，根据应力分布规律分析了对成品钢管直径和壁厚精度的影响因素。研究

2、成果可以作为冷轧钢管成型工艺参数和成型辊设计的参考。关键词：Y型轧机；钢管成型；数值模拟；应力分布中图分类号：TG335．7文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)01—0051—06Finiteelementanalysisonsteeltubeformingprocessofthree-rollercontinuousrollingWANGXian．kang，YEJin—duo，MAXu，TIANQian．qian，LIXue，BAOYan(1．SchoolofMechanicalEngineeri

3、ng，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China；2．SchoolofMaterialScience＆Engineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：The~rmingprocessofY—typethree—rollercouple—channelcoldrollingsteeltubeisanalyzedwiththeelastoplasticity，largede

4、formationandcontactnonlinearfiniteelementmethodandsoftwareMARC．Basedontheanalysis，thecross—sectiondeformationfigureandtheregularityofstressstraindistributionintheformingprocessofsteeltubewereobtained．Thedistributionoftheaxialstress，circlestressandradialstressin

5、theformingprocessofsteeltubeweredrawnaccordingtothenumericalcalculatingresults．Theeffectofstressdis·tributiononthediameterandwallthicknessaccuracyoffinalsteeltubeisanalyzed．Theresearchachievementscanbeappliedtothedesignoftheprocessparametersandformingrollerofth

6、ecoldrollingsteeltube．Keywords：Y-typerollingmill；steeltube~rming；numericalsimulation；stressdistribution成果，例如，在国际上，2001年阿根廷的Miguel0前言A．Cavaliere利用有限元方法对单机架轧制后钢管连轧管材的成型是有限塑性变形过程，属于形状、应力应变场分布情况以及不同轧辊孔型下材料、几何和接触多重非线性耦合问题。近年来，轧件的横向壁厚进行了分析¨；在国内，1998年国内外学者对钢管轧制方面研究已经取

7、得了一些燕山大学的杜凤山对单机架三辊轧制钢管进行了非线性有限元分析；2005年安徽工业大学的尹收稿日期2013—09—26；修订日期：2013—11—11元德对钢管全浮动芯棒连轧过程建立了有限元对基金项目国家自然科学基金项目(50975205)；天津市科技发称模型进行了模拟，并分析了连轧过程轧件的应展计划项目(12ZCZDGX00600)力应变特点；2006年太原科技大学的帅美荣对作者简介王献抗(1988一)，男，天津理工大学硕士研究生，研究方向：固体力学数值方法及其应用。平三角孔型的Y型轧机轧制无缝钢管的过程进行▲

8、52▲重型机械了计算机仿真，并在Y型轧机上进行了初步试Mj验，2008年巾同科学院金属研究所的吴圣华对r二辊冷轧过程中管坯在轧制区的变形规律进行了悼0研究；2009年东北大学的高秀华通过有限元方法分析了i辊连轧管与二辊连轧管过程的力能参。数变化特征；。总结已有的研究工作，对钢管进行单机架三辊轧制与对称连轧模型均不能很好的反映实际中二三辊多道轧制