無縫鋼管連軋過程數(shù)值模擬及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、限動芯棒連軋管機簡稱MPM（Multi-Stand Pipe Mill）。隨著社會的發(fā)展和進步，需要更多高品質(zhì)的無縫鋼管來滿足各種生產(chǎn)要求，連軋工藝是無縫鋼管加工流程中的一個重要環(huán)節(jié)。MPM的軋輥孔型參數(shù)的優(yōu)劣影響無縫鋼管產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。選取連軋機的工藝參數(shù)組合，為MPM連軋機性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)創(chuàng)造條件和提高鋼管的質(zhì)量，具有十分重要的意義。本文以某鋼鐵集團下某鋼管廠的限動芯棒連軋管機為研究對象，采用理論與實驗相結(jié)合的方法研究連軋管形成過

2、程的影響，為連軋過程數(shù)值模擬和參數(shù)優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
　　以現(xiàn)場的連軋管機為實驗設備，現(xiàn)場生產(chǎn)的毛管為實驗材料，實驗得到各機架的軋制力在線監(jiān)測數(shù)據(jù)；研究無縫鋼管連軋理論，計算出單個孔型參數(shù)的不同水平值對應的軋制力理論解析值，并繪制各水平值對軋制力的影響曲線。
　　建立實驗現(xiàn)場MPM參數(shù)的三維模型和有限元模型，對幾何模型加載各種對應的邊界條件，運算完成后，比較模擬軋制力結(jié)果和實驗軋制力結(jié)果之間的誤差（最大誤差為23.67

3、％），比較首機架單個孔型參數(shù)變化時的軋制力模擬值和理論值之間的誤差（誤差在22.9%以內(nèi)），驗證了數(shù)值模擬模型的可行性、合理性。
　　采用正交模擬試驗優(yōu)化方法，以提高鋼管尺寸精度為主要優(yōu)化目標，以降低軋制力和軋制力矩為輔助目標，確立了5個因素：脫離角、脫離弧半徑比、過渡圓角半徑、偏心距、軋輥與軋件間的摩擦系數(shù)，每個因素確定4個水平，確定L16(45)正交模擬試驗表，根據(jù)正交表進行模擬試驗，對試驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析得到這5個因素分別對