无缝钢管张力减径过程的有限元模型开发及应用

作     者：于辉 杜凤山 汪飞雪 YU Hui;DU Fengshan;WANG Feixue

作者机构：燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 攀钢集团研究院有限公司成都611731 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2011年第47卷第22期

页      面：74-79页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：河北省自然科学基金(E2010001161) 中国博士后科学基金(20110490987)资助项目 

主　　题：无缝钢管 有限元法 预测模型 正割模量 几何尺寸 

摘      要：为了研究热轧无缝钢管张力减径过程的金属变形,利用组元建模原理,把张力作为相邻机架之间的边界条件,使得张力减径过程分为机架上的轧制变形过程和机架之间的网格再生过程。建立高阶拟合函数来精确描述轧辊孔型曲面,应用摩擦元模型来模拟接触摩擦,并用正割模量法来求解非线性方程组,在上述理论基础上开发张力减径弹塑性有限元模型,利用该模型对某厂张力减径机组进行有限元建模分析。通过与实际轧制结果比较可知,模拟计算与实际轧制的产品断面形状接近,都呈现轻微内六方形状,且壁厚变化规律一致,几何尺寸与实测值吻合良好,表明所开发的钢管张力减径弹塑性有限元模型能够满足工程计算要求,为预测断面形状和终轧尺寸精度提供有效研究手段。