无缝钢管张力减径过程内六方产生的模拟分析

根据无缝钢管张减过程的变形特点,利用MSC.Marc软件建立了三维热力耦合有限元分析模型,对18机架张力减径试轧产品进行数值模拟,模拟结果与实测数值的对比表明建立的分析模型实用可靠,精度较高.通过研究各机架出口断面不同点的壁厚变化,得出减径后钢管横向壁厚分布不均,探讨了内六方缺陷产生的原因.该模型的建立为分析产品缺陷、指导工艺设计提供了依据.     

张力对（微）张力减径机力能参数的影响分析

影响（微）张力减径机轧制能力的因素主要包括:单机架减径率、单机架变形量、轧制荒管规格、轧制温度、  轧制速度、机架间张力等。主要研究分析在单机架减径率及变形量确定的情况下,机架间张力对轧制负荷的影响,  以指导实际生产过程中如何利用张力的变化来控制减径轧制在正常负荷下的运行。结果表明:平均张力系数Z_m 越大,减径轧制时各机架的轧制负荷越大;平均张力系数Z_m不变,各机架的轧制负荷随机架间张力增大而增大。     

复合管连轧变形过程有限元模拟

以铜/铝双金属管的轧制复合为例,对双金属管的连轧变形过程进行数值模拟。轧制工艺采用冷轧复合工艺,轧机采用三辊Y型轧机,结合金属塑性变形理论、管棒材连轧技术、张力减径理论,利用有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA对其轧制过程进行了数值模拟,对双金属管在轧制复合过程中的金属流动、温度场分布和应力、应变情况做了分析研究。     

张力减径机不同孔型横向壁厚分布的有限元模拟分析

借助有限元分析软件模拟钢管张力减径的轧制过程,由3种不同张力减径机孔型轧制的同一规格钢管产品的横向壁厚分布的比较表明,采用宝钢专有技术设计的新孔型轧制的钢管与原有的德国传统孔型轧制的钢管相比,其横向壁厚较为均匀,并对钢管"辊印"缺馅的产生有抑制作用.     

张力减径机有限元模拟中的负体积分析

针对钢管张力减径机有限元模拟过程中出现的负体积问题,结合实际计算实例从有限元基本理论出发分析了导致有限元模拟过程中负体积出现的原因。对模拟过程中出现负体积的关键环节进行了网格细化、时间步长、接触刚度等参数的重新设定或积分类型的改变,最后实际计算结果表明模拟过程中的负体积问题得到有效消除。关于有限元模拟过程中负体积问题的计算分析实例,为多机架张力减径全模型模拟中出现的负体积问题的解决提供了技术支持。     

无缝钢管定减径过程的有限元模拟

利用非线性有限元分析软件MSC．Marc对无缝钢管连轧工艺中的定减径过程进行了有限元模拟,分析了变形过程中金属的流动、管子的变形以及轧制力的变化等规律,得到了定减径过程中应力与变形的分布与变化以及各个轧制道次和最终成品管的结构形状,并通过实验的结果验证了所建立的钢管定减径过程有限元分析模型的正确性。研究的结果为生产实际提供了有益的依据。     

无缝钢管张力减径有限元模拟的摩擦模型及其应用

采用在轧辊和钢管之间附加一层动态接触摩擦单元的方法,建立了钢管张力减径过程有限元模拟的摩擦模型.通过判断摩擦单元与轧辊的接触或脱离情况(不必确定摩擦力的大小和方向),利用其剪切变形来模拟轧辊与钢管接触表面的摩擦作用,实现了钢管产品张力减径过程的快速准确预报.     

圆孔型系统张力减径后钢管横向壁厚不均匀性的模拟

用有限元法模拟152．5BR圆孔型系统主变形四机架连轧过程发现：张力减径后钢管的横向壁厚分布不均匀,产生内六方趋势,内六方趋势的大小与主变形机架的数量呈直线关系。利用这种关系可预测152．5BR圆孔型系统生产的各种规格钢管的横向壁厚不均匀程度。实际生产轧制试验证明了该有限元模拟结果的正确性。     

高速线材减定径多道次孔型轧制有限元分析及工艺参数优化

采用显式动力学有限元方法对高速线材减定径多道次孔型轧制进行了模拟分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的宽展变化、等效应变及残余应力的分布、各道次轧制过程中的轧制力及道次间张力变化。根据分析结果,对轧制工艺参数进行了优化,通过调整工艺参数,各道次轧件断面得到了优化,各道次间实现了微张力连轧关系。     

人工神经网络对管材张减精度预测

无缝钢管张力减径是多机架机组对荒管进行无芯棒连轧过程。它具有复杂的金属流动状态，影响其精度的工艺数较多，难以用有轧制理论进行分析。应用人工神经网络的ＢＰ算法，对不同坏料样本进行训练学习，确定其权值和阈值，建立起预测管材精度的数学模型。经试验证明该模型具有较高的可靠性和精度。     

The PQF pass parametric design system of heavy calibre seamless tube

According to the characteristics of PQF continuous rolling pass,the relationship between spread coefficient,wall thickness coefficient and elongation are analyzed.The section shape of tube in each stand outlet,the efficient working radius and the rotational speed of each roll are obtained,therefore,the pass parametric design is completed.A thermal-mechanical coupled model of continuous rolling tube’ s forming process is established by the three-dimensional elasto-plastic finite element method,the section shape and area of tube in each stand outlet are forecasted,which is used to modify the pass.The rolling force of each roller is predict too,which provides a guidance for pass design.In addition,a visual software of PQF pass parametric design system on heavy calibre seamless tube is generated with Visual Basic.The forming dimension of tube and the rolling force of each roller are successfully obtained,by simulating the forming process of a certain series heavy calibre seamless tube.This system posses practical utilization value.By using this system,the development cycle of new product can be shortened,the reliability of pass design can be improved,and the energy consumption of rolling mill and production cost can be decreased.     

Method for Improving Transverse Wall Thickness Precision of Seamless Steel Tube Based on Tube Rotation

The tube rotation method(TRM) refers to the rotational movement of steel tube about its axis as well as translation in rolling direction in stretch reducing rolling process.The influence of the TRM on transverse wall thickness precision of seamless steel tube was studied.Thickness distribution of the TRM was obtained by superimposing the thickened amount of single pass rolling.Results show that the TRM can effectively improve the evenness of thickness distribution.In order to analyze the influence mechanism of the TRM,the finite element method was adopted to simulate the thickness distribution in stretch reduction process.Results show that the TRM changes the roundtrip flow between two fix places of conventional stretch reducing and inhibits the directional accumulation of metal.In addition,the TRM has a correction effect on thickness cusp.All these advantages of the TRM help to improve the transverse wall thickness precision of seamless steel tube.     

高颈法兰封闭轧制毛坯设计及工艺参数优化

基于环形件轧制理论以及轧制过程中金属体积不变规律,确定了高颈法兰封闭轧制毛坯的设计原则以及工艺参数的极限范围.通过有限元仿真模拟了高颈法兰封闭轧制成形过程,研究了工艺参数对轧制产品质量以及力能参数的影响规律,并确定了本文所研究高颈法兰的最优工艺参数.在D51-450型轧环机上采用自行设计的模具进行了轧制试验,并将试验结果与有限元模拟结果进行对比分析,验证了仿真结果的可靠性.      

异型钛材轧制中的有限元模拟

利用有限元模拟软件DEFORM-3D对异型钛材的多道次轧制成形过程进行数值模拟,研究了坯料形状、孔型侧斜度以及轧辊间距对TA2纯钛异型材轧制过程及成品的影响。结果表明,圆形坯料有利于保证轧制过程中的稳定性,较大的侧斜度有利于提高变形的均匀性,而增大轧辊间距会导致轧件宽展相应减小。总之,借助计算机模拟异型钛材的轧制生产过程,可以优化坯料形状、完善孔型设计、制定轧制工艺,特别是在异型钛材新产品开发中,对于缩减产品研发时间,降低生产成本,提高轧制效率具有重要意义。     

方矩形管端部成型机制

 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。     

钢管定径过程的有限元仿真

利用有限元软件仿真了钢管的定径过程,研究了轧辊压下量、摩擦系数和管壁厚度等与轧制力的关系.结果表明:咬入时,轧制力随摩擦系数、壁厚和缩径量的增加而提高;稳定轧制时,轧制力最大并趋于平稳.模拟了钢管定径过程中咬入和稳定轧制时钢管内应力、应变的变化规律.分析了定径过程中钢管内金属流动和弹复行为.     

钢管微张力定减径过程有限元模拟与分析

采用ANSYS／LS—DYNA大型通用有限元分析软件对无缝钢管张力定径过程的金属变形行为进行了模拟，较直观适时地反映了该过程的金属变形状态。得到的应力应变分布结果能够较好地解释钢管定减径过程中出现的壁厚不均等现象，模拟结果与实际生产中钢管变形行为状态基本一致。研究结果对于分析、制定和优化钢管定减径工艺制度具有较好的指导意义。     

Head and Tail Shape Control in Vertical-Horizontal Rolling Process by FEM

Using 3D rigid-plastic finite element method (FEM), a numerical simulation model for nonsteady state vertical-horizontal rolling process in roughing trains was built and was validated by comparing the simulated values with experimental ones of width and shape of the stock ends. According to certain 2050 roughing processing technologies, the short shape control (SSC) of the stock ends was investigated using the model. Based on the simulated. results, a new SSC model was developed. The analyzed results showed that the new SSC model is effective in improving the shape of the stock ends.