27SiMn液壓支架管軋制變形過程數值模擬研究.pdf

1、27SiMn液壓支架管用于制作煤礦開采用的液壓支架、汽車起重機的液壓缸、柱塞等重要無縫鋼管,本文以某廠Φ100Assel軋管機組配套的菌式穿孔機為研究對象,采用Simufact非線性有限元軟件,依托Assel軋管機組的軋制工藝,研究穿孔、軋管的變形規(guī)律,探索軋制27SiMn、114×10的無縫鋼管的可行性,為優(yōu)化Assel軋制工藝奠定理論基礎。
　　建立了菌式穿孔過程的三維有限元模型,模擬研究了軋件穿孔過程的變化規(guī)律,采用熱模擬機

2、Gleeble-1500D熱模擬機,測定27SiMn鋼的應力應變曲線,模擬計算結果表明:送進角采用10°時,管坯在軋輥和導板組成的孔腔內金屬流動具有螺旋前進的運動軌跡,且管坯的出口速度約為710.373mm/s;管坯外表面等效應力最大處發(fā)生在管坯與軋輥接觸區(qū)以及與導板接觸區(qū),其值為103.676MPa,內表面上最大等效應力出現在管坯與頂頭尖部接觸區(qū),其值為102.3 MPa;隨著送進角9°、10°、11°的變化,軋制力、頂頭軸向力以及導

3、板側壓力都增大;而隨著送進角的增大,壁厚偏差、外徑偏差也增大,但外徑橢圓度隨著送進角增大而減小。
　　建立了鋼管的軋管變形的三維有限元模型,模擬研究軋件軋管過程的變化規(guī)律,計算結果表明:送進角采用5°時,管坯內、外表面的最大等效應力出現在減壁區(qū)和均整區(qū),其值分別為130.14MPa,128.4MPa。在整個軋制階段等效應力的分布在周向總是呈周期變化,在相鄰軋輥間總是從輥底(軋輥與毛管接觸的區(qū)域)最大處向輥縫處減小,再經過小幅增加,

4、減小,最后在下一輥底處達到最大,其最大值為129.177MPa,最小值為93.36MPa;隨著送進角4°、5°、6°的變化,軋制力呈增大趨勢;壁厚偏差隨著送進角的增大而減小,外徑偏差是隨著送進角的增大而增大,外徑橢圓度則隨著送進角的增大而減小。
　　通過對穿孔、軋管工藝進行模擬計算,結果表明:穿孔時送進角為5°時,毛管質量較好,當軋管時送進角為10°時,鋼管質量較好,軋后鋼管尺寸精度滿足國標。由此可見,通過有限元模擬的方法來分析2