矩形鋼管拉拔成形三維彈塑性有限元模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、矩形鋼管是鋼結構的最佳立柱材料之一，在建筑、化工、電站等各行各業(yè)都有廣泛的應用。但是受理論基礎和研究方法的限制，目前矩形鋼管拉拔工藝仍然采用以經(jīng)驗為主的試驗法制定，產(chǎn)品質量難以保證。有限元模擬技術可以獲得金屬變形更微觀全面的認識，已經(jīng)日益成為塑性成形研究中的有力工具。 本文以130×50×3.5mm矩形管為例，對矩形管拉拔成形過程進行研究。首先，通過分析矩形管成形過程的變形特征，以及成形方法和工藝參數(shù)對成形的影響，確定采用輥模拉

2、拔與短芯棒拉拔相結合的兩道次拉拔工藝方案。在此基礎上，建立有限元模型并對矩形管拉拔成形過程進行三維有限元模擬，得到應力應變的分布狀況和金屬的流動規(guī)律。 針對矩形管拉拔成形中出現(xiàn)的不足，本文從兩個方面對矩形管拉拔成形過程進行優(yōu)化。一方面，引入流函數(shù)法建立拉拔模的模腔曲面方程，對傳統(tǒng)的錐形模模腔進行優(yōu)化，設計出“流線型”拉拔模。通過對“流線型”拉拔進行有限元模擬，并和傳統(tǒng)的“直線型”拉拔對比后發(fā)現(xiàn)，“流線型”拉拔改善了金屬的流動狀態(tài)