二辊斜轧穿孔时实心圆坯的应力和应变场与温度的分布

用ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ软件对斜轧穿孔时圆坯在穿孔准备区的斜轧过程进行了三维热－力耦合分析，得到了应力，应变场和温度场的分布特征，其与物理模拟的结果吻合较好。本研究支持了实心坯斜轧时中心孔腔形成的“综合应力”理论，并发现了新的应力分布特征。     

二辊斜轧实心圆坯三维有限元分析及中心孔腔形成机制

本文用ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ软件对圆坯二辊斜轧过程进行了三维热－力耦合弹塑性数值模拟，得到了轧件的变形强度分布形态及应力分布特征。     

圆坯三辊斜轧过程的三维有限元热-力耦合分析

用非线性有限元分析软件MSC.MARC/Autoforge,对圆坯三辊斜轧过程进行了三维弹塑性热-力耦合模拟仿真,得到了应力、应变场和温度分布。发现圆坯三辊斜轧时的应变强度在轧件纵剖面上的分布形态与圆坯二辊斜轧极为相似,也呈“W”型。在相同轧辊倾角条件下,圆坯三辊斜轧时变形分布的不均匀性明显比二辊斜轧时大。     

钢管斜轧穿孔过程的三维有限元数值模拟及分析

本文以某厂狄舍尔(D iescher)穿孔机为研究对象,应用DEFORM-3D非线性有限元分析软件对实心圆坯二辊斜轧穿孔过程进行了三维热力耦合数值模拟,通过分析圆坯的应力应变场和温度场及顶头穿孔过程中的温度场分布特征,得出管坯最大应力、应变、温度最高处位于管坯与轧辊、导盘接触区。顶头轴向温度梯度明显,头部温度最高。为改善顶头的工作环境和提高其使用寿命提供了理论依据。     

大扩径斜轧穿孔过程的热-力耦合分析

采用自行设计的五段式扩径顶头的大扩径斜轧穿孔工艺,将实心圆管坯一次穿制成大口径空心毛管,可以将扩径率提高至70%,突破了锥形辊穿孔扩径率30%的极限,大大减少能源消耗,提高金属成材率,减少管坯规格,显著降低大口径热轧无缝钢管的生产成本。本文借助于有限元分析软件Simufact对大扩径斜轧穿孔过程进行三维热力耦合模拟,分析大扩径斜轧穿孔过程中的应力/应变状态、力能参数、运动学参数、温度分布、以及大口径毛管的尺寸精度等,为大扩径斜轧穿孔的工具设计及调整参数优化提供科学依据。     

TA2棒材斜轧穿孔过程三维热力耦合有限元分析

斜轧穿孔过程中,工件的应变场和温度场分布对金属管坯的成形质量有很大影响。运用三维大变形热力耦合有限元分析软件模拟了TA2合金棒材在曼式穿孔机上进行斜轧穿孔的过程,分析了斜轧穿孔过程中应变场和温度场的变化规律,发现在斜轧穿轧过程中存在明显的纵轧现象,穿孔得到的管坯前端很难保持圆度。通过有限元模拟分析得出的成形规律,对于难变形材料斜轧穿孔技术研究具有重要的理论与实际价值。     

穿孔过程中顶头的三维热力耦合分析

应用大型非线性有限元分析软件对顶头在实心圆管坯二辊斜轧穿孔过程中的受力状态进行了三维热力耦合模拟。重点研究了热力耦合情况下表面应力分布模型,同时也对顶头的失效机理、材料模型、传热边界条件等进行了分析。模拟结果和实验结果相吻合。     

二辊斜轧穿孔时圆坯断面的变形分布和发展

为了分析二辊斜轧穿孔时中心金属的变形和裂断机理,确立穿孔变形的工艺实质.研究了圆坯斜轧时断面上变形的分布.采用反映二辊斜轧变形特点的合理研究方法,通过实验确立了沿断面直径上变形强度呈W形分布并不断加剧的规律,即: 1.沿圆坯断面上变形强度的分布是不均匀的,呈W形.边缘层和中心层的变形强度比过渡层为大. 2.随直径压下量增加,其不均匀性不断加剧. 3.孔腔形成前,中心金属业已发生明显的塑性变形.孔腔开裂属韧性断裂. 4.采用不同试验方法所得结论相似.     

TiB95合金管材斜轧穿孔工艺的有限元模拟

为了研究TiB95合金在高温下斜轧穿孔过程中管材金属的流动特点,采用ABAQUS有限元软件对其进行了三维热力耦合模拟,研究了轧辊压下率对TiB95钛合金斜轧穿孔的影响和轧制过程中管材的温度场和应力应变场分布规律。结果表明,压下率15%时有利于穿孔;管体温度升高了约90℃,导致轧制时整体温度在相变点温度以上;应力和应变呈W型分布,等效应力最大值出现在顶头前部周围,达到约69 MPa;等效应变最大值在内表面纵向出口处,达到约7.6。采用模拟所得优化参数,在二辊斜轧穿孔机上顺利轧制出尺寸和壁厚均匀的钛合金无缝管,证实了模拟结果的可靠性。     

THE DISTRIBUTION OF DEFORMATION IN TUBE ROUNDS DURING MANNESMANN PIERCING

为了分析二辊斜轧穿孔时中心金属的变形和裂断机理,确立穿孔变形的工艺实质.研究了圆坯斜轧时断面上变形的分布.采用反映二辊斜轧变形特点的合理研究方法,通过实验确立了沿断面直径上变形强度呈W形分布并不断加剧的规律,即: 1.沿圆坯断面上变形强度的分布是不均匀的,呈W形.边缘层和中心层的变形强度比过渡层为大. 2.随直径压下量增加,其不均匀性不断加剧. 3.孔腔形成前,中心金属业已发生明显的塑性变形.孔腔开裂属韧性断裂. 4.采用不同试验方法所得结论相似.     

斜轧穿孔轧制状态分析与最佳参数选择

斜轧穿孔状态的合理与否对穿孔生产的稳定性、可靠性和穿孔毛管的质量起决定性作用,在对斜轧穿孔的轧制状态做了较为详尽论述的基础上,对变形区中某些特征点进行了计算与分析,并建立了对轧制状态优劣的评估标准和方法,介绍了最佳轧制状态的选择方法,已用于实际生产。     

Study on plastic deformation in cone-type rotary piercing process using model piercing mill for modeling clay

Pierce rolling is the rolling performed first in the production of seamless pipes. In both barrel-type rotary piercing and cone-type rotary piercing, the material is subjected to shearing deformation due to rotary forging. Only a few experimental studies on cone-type rotary piercing have been conducted to obtain the strain components. This paper describes the plastic deformation in the cone-type rotary piercing process using a model piercing mill with modeling clay. First, the model piercing mill is designed and fabricated, and then the effects of the cross-angle and feed angle on the strain components are clarified. It was found that, when the cross-angle is approximately 20°, the longitudinal section of the specimen before rolling becomes the longitudinal section of the specimen after rolling, irrelevant of the feed angle.     

水平连铸管坯穿孔时顶头前压缩率的研究

用塔形试样对比研究了水平连铸管坯和轧制管坯穿孔时顶头前压缩率对孔腔形成的影响。实验结果表明，水平连铸管坯的塑性比轧制管坯差，斜轧穿孔时水平连铸管坯形成孔腔的可能性比轧制管坯大得多。     

FE Simulation of Center Crack Occurrence in Tube Rounds During Two-Roll Rotary

With the aid of FE (finite element) code MSC.Superform 2005, 2-D coupled thermo-mechanical simulation of center-crack occurrence in round billet during 2-roll rotary rolling process was presented using Oyane ductile fracture criteria. A simple modeling is put forward based on the spiral motion of the workpiece as an essential characteristic in movement. The influence of the feed angle and the entry cone angle of the main roll on the process was taken into account in the modeling. The soundness for simplifying the 3-D rotary rolling into a 2-D problem was discussed. By adopting the parameters of Diescher piercer in 140mm mandrel mill of Bao Steel, the distribution and development of strain / stress were analyzed, and the eigen value of ductile fracture as well. The critical percentage of diameter reduction was obtained from the simulation. The result showed a good agreement with the experimental value, and therefore was of widely guiding significance to the practical process for rationally formulating the deformation parameters of steel tube piercing.     

连铸管坯裂纹在加热穿孔过程中的变化

研究了连铸管坯表面不同深度裂纹在加热穿孔过程中的变化。结果表明，在连铸管坯内部质量良好时，剥皮能显著改善穿孔毛管表面质量；加热穿孔可以消除或减少管坯表面的微裂纹；管坯表面较深的裂纹穿孔后将在毛管表面以外折的形式出现。     

钢管斜轧机机架的有限元分析

对Φ４５０ｍｍ斜轧穿孔机机架进行了有限元强度分析。分析表明，理论计算值与实测值接近。为广泛使用的斜轧机机架的设计和改造提供了理论依据和新的分析方法。     

斜轧穿孔过程的刚塑性无网格法数值模拟

斜轧穿孔工艺由于材料变形剧烈,涉及大量的材料非线性、几何非线性和接触非线性,而且在穿孔过程中金属伴有坯料晶粒翻转,其变形过程极其复杂。金属变形的剧烈和流动的复杂性,给斜轧穿孔过程的求解带来了难度。该文结合刚塑性材料流动法则,采用无网格法对斜轧穿孔过程进行数值模拟,分析了穿孔过程中金属的流动规律、力能参数、应力应变规律。实验结果与模拟结果较为吻合,证明该文方法具有可行性和有效性。     

GH600合金的穿孔试验

ＧＨ６００合金在φ５０ｍｍ二辊斜轧穿孔机上的穿孔实验表明，采用合理的穿孔工艺，控制加热温度及顶头温度，便可穿出合格的ＧＨ６００合金毛管。介绍了该合金的穿孔试验情况。     

无缝钢管斜轧单位轧制压力计算

基于斜轧工艺变形特点及斜轧轧制空间关系,采用工程塑性力学方法,建立斜轧轧制单位压力的解析计算方法。分析斜轧空间结构和变形特点及斜轧变形区内变形特征断面的几何关系、变形特征断面内变形单元切块的应力状态,建立变形单元切块的应力微分方程,并求解出斜轧变形区轧制单位压力的计算公式,最后用实例验证轧制单位压力的计算公式。该解析计算方法可用于一般斜轧轧制力能参数的计算,并对斜轧变形进行应力、应变分析。