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《燕山大学》 2012年
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管材十辊矫直过程的有限元分析

伊洋洋  
【摘要】:随着国民经济和机械工业的发展,以及科学技术的进步,工业生产及基础建设等领域对钢材产品的质量要求越来越高。钢管在制造加工过程中,通常会产生弯曲、椭圆度等缺陷。钢管精整是就是解决管材各种缺陷的一个重要步骤,而管材矫直又是钢管精整过程中的一道重要工序。 多斜辊矫直是依靠各辊间对工件的交错压弯产生适当长度的塑性弯曲区来达到矫直目的的。它的受力间距大,矫直力比二辊小得多;并且辊子与圆材的接触区较长,所以其辊面上的单位压力比平行辊矫直机要小;此外,还有矫直速度快,矫直精度高的优点。这正是多斜辊矫直应用广泛的原因。特别适用于管材的矫直。十辊矫直机是在六辊的基础上发展来的,根据管材矫直理论,增加辊数可以加长塑性区,改善矫直效果。同时由于钢管在各辊作用下变形的相位存在不同步,这也可以改善矫直效果。在矫直过程中,采用低速咬入和低速抛出的工艺,可以提高钢管端部的平直度,改善钢管端部的矫直质量,这样也可以提高钢管矫直质量。 有限元分析是计算机和数值技术发展的产物,是分析塑性变形过程的有效工具。利用MARC有限元软件对十辊矫直过程进行模拟分析,可以更深层次的研究管材在矫直过程中的变形规律,以此来弥补实验数据的不足,对进一步提高管材矫直精度有重要的实际意义。 本文从多斜辊矫直原理以及材料的弹塑性变形机理出发,讨论该课题的可行性;通过收集的材料计算出各项相关的矫直参数,包括压弯量、压扁量、矫直速度以及辊子倾角,并设计合理的矫直辊辊型,建立矫直辊的三维模型;基于MARC有限元平台,建立管材十辊矫直过程的三维有限元模型模拟其矫直过程,分析模拟结果。并通过对每个参数设定不同的值进行模拟分析,以得到该参数对矫直质量的影响规律,并在此基础上做相应的优化模拟,为实际的生产提供可靠的理论指导。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG333.23

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