【摘 要】
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大口径方矩形钢管是用途极广和最常见的异型钢管,是一种经济断面管材,与其相同截面积的其他非圆钢管相比,具有重量轻,强度高,抗弯截面模量大,节省金属,易于安装等优点,主要用
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大口径方矩形钢管是用途极广和最常见的异型钢管,是一种经济断面管材,与其相同截面积的其他非圆钢管相比,具有重量轻,强度高,抗弯截面模量大,节省金属,易于安装等优点,主要用于建筑、医疗器械、高档家具、汽车、飞机、地铁、造船等行业。大口径方矩形管生产按成形工艺主要分冷弯焊管成方和无缝钢管成方两种形式,在国内主要还是以冷弯焊管为主。焊管生产成形方式主要有两种:一种是先焊成圆管,然后再通过一组定型机定型成方矩形管;另一种是直接冷弯成方形后直接焊接成方管。本文主要是研究由圆变方的过程,采用四辊滚模结构,该研究适用于无缝钢管成方或圆焊管成方的成形工艺。采用四辊滚模成形方矩形管具有金属变形速度差小 ,变形对称,可以用滚模中心距来调整变形区尺寸等优点,这样成形的管材质量较好,直度好,工具寿命长,能耗小,因此在方管成形尤其是小直径薄壁方管的成形得到广泛的应用。 在厚壁大口径的方管成形工艺也尝试采用四辊滚模的结构,但大口径方管的成形由于变形大,变形抗力大,很容易造成方管直边边长上凹凸度过大等缺陷的产生。为防止此类缺陷的生成,必须了解其内部的作用力及应力应变规律,通过调整工艺参数来控制管材的成形形状以达到使用要求。本课题主要做了以下工作,首先是建立参数化的四辊滚模单道次与四道次两种有限元模型,然后进行了冷拔,推挤,滚轧工艺比较,并详细分析了在冷拔工艺下的典型工况的应力应变和力能参数及凹凸度变化规律。其次采用正交设计的方法,分析冷拔工艺中主要参数对成形与力参数的影响。最后以典型工况为例,优化了四道次滚模工艺下的压下规程。
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