方矩形管端部成型机制.pdf

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1、第49卷第2期钢铁Vo1．49，NO．22014年2月IronandSteeFebruary2014方矩形管端部成型机制付志强，杜凤山，安子军，段利英，于辉，杨帆(1．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004；2．燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北秦皇岛066004；3．燕山大学亚稳材料制备技术与科学重点实验室，河北秦皇岛066004)摘要：利用非线性有限元方法，结合实际生产中方矩形管辊压成形过程，建立了有限元仿真模型。基于该模型对7机架实际辊压成型过程进行了模拟运算，得到了成形过程中稳定段处节点位移矢量、应力

2、和应变的分布情况。通过对仿真计算结果的分析，得到管头端面上在角部和边部的过渡区存在着“位移中性面”，在端面上角部和边部的中心处伴有明显的金属“外翻”和“内翻”的情况，仿真结果与现场轧制结果相符。关键词：方矩形管；金属流动；延伸量；仿真分析；中性面文献标志码：A文章编号：0449749X(2014)02—004505HeadFormingMechanism0fRectangularTubeFUZhi—qiang～，DUFeng-shan’。，ANZi—jun，DUANIi—ying，YUHui，YANGFan(1．SchoolofMe

3、chanicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，Hebei，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforEquipmentandTechnologyofColdStripRolling，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，Hebei，China；3．NationalLaboratoryofMetastableMaterialsScienceandTechnology，YanshanUnive

4、rsity，Qinhuangdao066004，Hebei，China)Abstract：Thefiniteelementsimulationmodelofarectangulartuberollformingprocessbasedonthespecificationprocesswasestablishedusinganonlinearfiniteelementmethod．Theactualrectangulartuberollingprocessofa7一standwassimulatedusingthismode1．The

5、metalflowpatternoftheouterandinnerlayersofarollingworkpieceinthelongitudinaldirectionareobtainedbyanalysisofthedistributionofstress，strainandthenodaldisplacementofthestablesectioninrollformingprocess．Itwasshownthatthereisaneutralflowplaneofdisplacementinthetran—sitionz

6、oneofcornerandedgeoftheheadoftherollingworkpiecewithobviousmetalinversionandoutphenomenoninthecenterofcornerandedgeofthehead．Thesimulationresultsareconsistentwiththerollingresults．Keywords：rectangulartube；metalflow；elongation；simulationanalysis；neutralplane随着中国冷弯型钢产业的不

7、断发展，需求量的过程中，管坯的变形受到轧辊轮廓线的限制，轧辊表不断增多，计算机仿真分析在冷弯型钢轧制过程中面轮廓线的复杂性会使得管坯在横向上受到的应力的应用也逐渐深入并普及，特别是在孔形设计的优不均匀，从而导致管坯在变形过程中纵向金属流动化、产品尺寸的预估以及工艺优化等方面都有着广不均匀，进而方矩形管的端部出现“坏头”。本文利泛的应用l_】]。在方矩形管辊压成形过程中，由于管用非线性有限元法，建立了方矩形管辊压成型过程坯变形存在复杂性和多重非线性，导致对该过程的的有限元模型，研究了仿真变形过程中横向应力应机制分析十分困难，虽然国内外

8、的许多学者对方矩变规律以及纵向伸长率的分布的情况，分析了管坯形管的生产过程进行了多项研究，也取得了一些研端部产生“坏头”的原因。这对于制定合理的工艺制究成果l6引，但多注重变形过程中横向截面上的几度，进一步优化轧制规程和提高产品质量，