本文關(guān)鍵詞：CPE頂管機(jī)組頂管過程數(shù)值模擬

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【摘要】：CPE頂管機(jī)組是生產(chǎn)熱軋無縫鋼管的重要機(jī)組之一。CPE頂管機(jī)組具有投資規(guī)模小、操作和設(shè)備維護(hù)簡單、延伸系數(shù)大等特點,鋼管D/S可達(dá)40以上,比較適合中小直徑薄壁無縫鋼管的生產(chǎn)。但在生產(chǎn)某些鋼種的鋼管時,容易出現(xiàn)表面裂紋和壁厚收縮等缺陷。目前關(guān)于頂管機(jī)組生產(chǎn)鋼管時的金屬變形行為的研究較少,主要靠經(jīng)驗生產(chǎn),生產(chǎn)過程不穩(wěn)定。本文通過對頂管機(jī)組鋼管生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究,可為該工藝的改進(jìn)和完善提供科學(xué)依據(jù)。本文借助于商用有限元模擬軟件Simufact,以江蘇常寶鋼管CPE頂管機(jī)組為研究對象,對5Cr鋼管典型規(guī)格Ф110×4.85 mm頂管過程進(jìn)行三維彈塑性熱力耦合有限元模擬。重點研究頂管過程的芯棒力、荒管橫向壁厚精度以及分析產(chǎn)生表面裂紋的傾向性。本文研究有如下主要結(jié)論:(1)芯棒/鋼管界面摩擦系數(shù)對頂管過程芯棒力的影響較大,輥模/鋼管界面摩擦系數(shù)對頂管過程中芯棒力的影響不明顯;(2)荒管橫向壁厚沿孔型寬度方向呈“W”形分布,在孔型側(cè)壁角30°處出現(xiàn)最大值,最小值出現(xiàn)在孔型頂部(孔型開口)處附近;(3)當(dāng)芯棒/鋼管界面摩擦系數(shù)增大時,荒管橫向壁厚增大,橫向壁厚不均度降低;輥模/鋼管界面摩擦系數(shù)和毛管初始溫度對荒管橫向壁厚精度影響不明顯;(4)在頂管過程中,鋼管內(nèi)表層的應(yīng)力、等效塑性應(yīng)變和等效應(yīng)變速率在輥�？仔晚敳�(孔型開口處)都較大,極易在該部位誘發(fā)裂紋。
【關(guān)鍵詞】：CPE頂管機(jī)組 芯棒力 橫向壁厚精度 裂紋 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文獻(xiàn)綜述9-26
• 1.1 我國熱軋無縫鋼管生產(chǎn)情況及主要設(shè)備9-14
• 1.1.1 我國熱軋無縫鋼管生產(chǎn)情況9-12
• 1.1.2 我國熱軋無縫鋼管生產(chǎn)的主要設(shè)備12-14
• 1.2 CPE頂管機(jī)組的發(fā)展概況14-17
• 1.3 CPE頂管機(jī)組的主要設(shè)備17-21
• 1.4 CPE頂管機(jī)組與連軋管機(jī)組的比較21-22
• 1.5 文獻(xiàn)的主要結(jié)論及有待研究的問題22-23
• 1.5.1 文獻(xiàn)的主要結(jié)論22
• 1.5.2 有待研究的問題22-23
• 1.6 論文研究背景、目的、意義、內(nèi)容及技術(shù)路線23-25
• 1.6.1 論文研究背景23-24
• 1.6.2 本文研究的目的及意義24
• 1.6.3 本文的主要研究內(nèi)容24
• 1.6.4 本文研究的技術(shù)路線24-25
• 1.7 論文研究的創(chuàng)新點25-26
• 第二章 數(shù)值模型的建立26-36
• 2.1 變形工具的定義26-29
• 2.1.1 輥模的定義26-29
• 2.1.2 芯棒的定義29
• 2.2 變形體單元劃分29-30
• 2.3 材料模型的建立30-33
• 2.3.1 5Cr鋼的熱物性參數(shù)30-31
• 2.3.2 5Cr鋼的流變應(yīng)力31-33
• 2.3.3 5Cr鋼的材料模型33
• 2.4 初始條件和邊界條件33-34
• 2.5 傳熱邊界條件34
• 2.6 摩擦邊界條件34
• 2.7 有限元模擬方案34
• 2.8 本章小結(jié)34-36
• 第三章 頂管過程芯棒力研究36-42
• 3.1 毛管初始溫度對芯棒力的影響36-38
• 3.1.1 芯棒力隨時間的變化36-37
• 3.1.2 平均芯棒力和最大芯棒力37-38
• 3.2 輥模/鋼管界面摩擦系數(shù)對芯棒力的影響38-39
• 3.3 芯棒/鋼管界面摩擦系數(shù)對芯棒力的影響39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 荒管橫向壁厚精度研究42-51
• 4.1 荒管橫向壁厚的分布規(guī)律42-43
• 4.2 橫向壁厚精度的指標(biāo)43-44
• 4.2.1 平均壁厚43
• 4.2.2 橫向壁厚不均度43-44
• 4.3 芯棒/鋼管界面摩擦系數(shù)對荒管橫向壁厚精度的影響44-45
• 4.4 輥模/鋼管界面摩擦系數(shù)對荒管橫向壁厚精度的影響45-47
• 4.5 毛管初始溫度對荒管橫向壁厚精度的影響47-49
• 4.6 本章小結(jié)49-51
• 第五章 頂管過程鋼管溫度分析51-55
• 5.1 鋼管溫度對頂管過程的影響51
• 5.2 芯棒/鋼管界面摩擦系數(shù)對鋼管溫度的影響51-53
• 5.3 輥模/鋼管界面摩擦系數(shù)對鋼管溫度的影響53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 頂管過程形成裂紋傾向性研究55-63
• 6.1 應(yīng)力對形成裂紋傾向性的影響55-58
• 6.2 等效塑性應(yīng)變對形成裂紋傾向性的影響58-59
• 6.3 等效應(yīng)變速率對形成裂紋傾向性的影響59-62
• 6.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：932236