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1、《熱加工工藝》2014年5月第43卷第9期●鍛壓技術(shù)●三輥斜軋穿孔工藝的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析王付杰--一。雙遠(yuǎn)華。胡建華‘。孫京超，王清華(1．太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山西太原030024；2．運(yùn)城學(xué)院機(jī)電工程系，山西運(yùn)城044000)摘要：針對(duì)三輥斜軋穿孑L工藝的特點(diǎn)，利用有限元方法對(duì)其工藝進(jìn)行了模擬，分析了管坯在三輥穿軋過程中等效應(yīng)變、等效應(yīng)力分布以及軋輥扭矩、頂頭受力的變化情況。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，可以作為新工藝開發(fā)和理論研究的參考。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析了生產(chǎn)中存在的尾環(huán)、軸承失效等故障原因，可為設(shè)備的設(shè)計(jì)和
2、工藝改進(jìn)提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：三輥斜軋穿孔；無縫鋼管；尾環(huán)；軸承中圖分類號(hào)：TG335文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3814(2014)09．0095．04NumericalSimulationandExperimentalAnalysisofThree-rollCrossPiercingProcessWANGFujie，SHUANGYuanhua，HUJianhua，SUNJingchao，WANGQinghua(1．SchoolofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnol
3、ogy，Taiyuan030024，China；2．DepartmentofMechanical&ElectronicEngineering，YunchengUniversity，Yuncheng044000，China)Abstract：Aimingatthecharacteristicsofthree-rollrotarypiercingprocess，theprocesswassimulatedbyusingthefmiteelementmethod．Theequivalentstrainandequivalentstressdistribut
4、ionaswellasrolltorqueandtopforceofthetubeblankwereanalyzed．Comparedthesimulationresultswiththemeasureddata，thesimulationresultsagreewellwiththetestresults，whichCanprovideareferencefortheoreticalstudiesandthedevelopmentofnewprocesses．Thereasonsfortailringandbearingfailureswerefu
5、rtheranalyzedthroughexperiment，whichCanprovideaguidingforequipmentdesignandprocessimprovement．Keywords：three—rollcrosspiercing；seamlesssteeltube；ringtail；bearing自曼內(nèi)斯曼(Mannesmann)兄弟發(fā)明斜軋穿孔機(jī)斜軋穿孑L工藝及理論的重要工具之一。大大降低了以來。二輥斜軋穿孑L獲得了廣泛的應(yīng)用．并且一直沿試驗(yàn)周期．為開發(fā)新工藝、研究管材成形理論等提供用至今，而當(dāng)時(shí)三輥斜軋穿孑L技術(shù)并不成熟．
6、直到了便利[2]。目前關(guān)于管材成形的模擬主要集中在二20世紀(jì)60年代后期英國、美國才將三輥穿孔機(jī)用輥穿孑L方面．如波蘭的ZPatert3]等成功建立了狄塞于生產(chǎn)，并獲得成功。企業(yè)經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐積爾(Diescher)穿孔機(jī)穿孑L過程的三維模型，日本的累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)三輥穿孔工藝中的一些KazutakeKomorit41~lJ用剛塑性有限元方法對(duì)曼內(nèi)斯不足，如穿孑L軋制尾三角、尾環(huán)、表面缺陷、軋輥軸承曼穿孑L機(jī)的穿孔過程進(jìn)行了研究。三輥斜軋棒材方失效[等。由于缺乏對(duì)三輥斜軋穿孔工藝系統(tǒng)的研面，EIPanoV圈對(duì)三輥斜軋棒材進(jìn)行了相關(guān)的模擬。
7、究，大多僅是進(jìn)行定性的分析，針對(duì)這些問題對(duì)三輥在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上．本文主要利用有限元軟件斜軋穿孑L工藝進(jìn)行深入的分析和實(shí)驗(yàn)．另外研究三Deform對(duì)三輥斜軋穿孑L過程進(jìn)行數(shù)值模擬．并進(jìn)行輥斜軋穿孔工藝為開發(fā)新型的斜軋工藝和設(shè)備做好了實(shí)驗(yàn)研究。前期工作。1三輥斜軋穿孔過程的有限元模型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)值模擬成為研究三輥三輥斜軋穿孔的有限元模型是由DefoITn軟件收稿日期：2013-07．15完成。模型由三個(gè)相同的桶形輥、頂頭、芯棒、管坯組基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(0954003)；山西省青年科學(xué)基成，如圖1所示。金資助項(xiàng)目(0120210
8、19．4)；山西省回國留學(xué)人員科研資助在數(shù)值模擬中，對(duì)于管坯采用剛塑性材料模型，項(xiàng)目(2012．074)同時(shí)
