無(wú)縫鋼管軋制加工解析技術(shù)的進(jìn)步

無(wú)縫鋼管軋制加工解析技術(shù)的進(jìn)步

      無(wú)縫鋼管的軋制加工解析技術(shù)自20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始廣泛采用有限要素法(FEM)，近期伴隨著計(jì)算機(jī)輸出的發(fā)展，解析技術(shù)已由二維向三維的高級(jí)變形解析發(fā)展。由此提高了產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量，以下介紹具有代表性的解析技術(shù)。

1延伸軋制的解析技術(shù)

      芯棒連軋管機(jī)采用芯棒和孔型輥進(jìn)行軋制，因此與板軋制不同，在軋輥圓周方向上存在著軋輥和芯棒沒(méi)有接觸的自由變形區(qū)。由于該自由變形區(qū)是在下個(gè)機(jī)架上被軋制，因此為正確理解芯棒連軋管機(jī)的綜合特征，對(duì)包括自由變形區(qū)在內(nèi)的變形進(jìn)行預(yù)測(cè)是很重要的。

      這種復(fù)雜的變形預(yù)測(cè)如果采用以往的高速緩存實(shí)現(xiàn)算法是無(wú)法獲得高的精度，因此就需要高精度的解析。考慮到軋制方向剪切變形，采用普通擴(kuò)張平面變形解析進(jìn)行近似三維解析。結(jié)果可知，計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值較一致。

      近期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加快了完全三維有限要素法解析技術(shù)的開(kāi)發(fā)，它還能用于機(jī)架間張力影響的解析和軋輥與管坯的速度差的解析。

2定徑軋制的解析技術(shù)

      采用定徑軋制時(shí)由于內(nèi)面沒(méi)有工具，因此在軋制厚壁管時(shí)軋材的內(nèi)面形狀不整齊。采用三輥式軋機(jī)時(shí)，軋材的內(nèi)面形狀呈六角形。通過(guò)采用三維有限要素法解析，明確了這種內(nèi)面棱角現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理和應(yīng)采取的對(duì)策。在采用接近正圓的橢圓率=0.986的孔型時(shí)能獲得基本均勻的壁厚，但在采用接近正圓的橢圓率=0.960的孔型時(shí)則出現(xiàn)清晰的內(nèi)面六棱角。采用本解析能預(yù)測(cè)用張力減徑機(jī)軋制時(shí)壁厚的變化，弄清了軋輥孔型特性和機(jī)架間的張力對(duì)內(nèi)面六棱角的影響。