無縫鋼管軋制加工解析技術的進步

無縫鋼管軋制加工解析技術的進步

      無縫鋼管的軋制加工解析技術自20世紀80年代后期開始廣泛采用有限要素法(FEM)，近期伴隨著計算機輸出的發展，解析技術已由二維向三維的高級變形解析發展。由此提高了產品的尺寸精度和質量，以下介紹具有代表性的解析技術。

1延伸軋制的解析技術

      芯棒連軋管機采用芯棒和孔型輥進行軋制，因此與板軋制不同，在軋輥圓周方向上存在著軋輥和芯棒沒有接觸的自由變形區。由于該自由變形區是在下個機架上被軋制，因此為正確理解芯棒連軋管機的綜合特征，對包括自由變形區在內的變形進行預測是很重要的。

      這種復雜的變形預測如果采用以往的高速緩存實現算法是無法獲得高的精度，因此就需要高精度的解析。考慮到軋制方向剪切變形，采用普通擴張平面變形解析進行近似三維解析。結果可知，計算值和實驗值較一致。

      近期，隨著計算機技術的發展，加快了完全三維有限要素法解析技術的開發，它還能用于機架間張力影響的解析和軋輥與管坯的速度差的解析。

2定徑軋制的解析技術

      采用定徑軋制時由于內面沒有工具，因此在軋制厚壁管時軋材的內面形狀不整齊。采用三輥式軋機時，軋材的內面形狀呈六角形。通過采用三維有限要素法解析，明確了這種內面棱角現象的發生機理和應采取的對策。在采用接近正圓的橢圓率=0.986的孔型時能獲得基本均勻的壁厚，但在采用接近正圓的橢圓率=0.960的孔型時則出現清晰的內面六棱角。采用本解析能預測用張力減徑機軋制時壁厚的變化，弄清了軋輥孔型特性和機架間的張力對內面六棱角的影響。