無(wú)縫鋼管管坯沖孔過(guò)程金屬變形及模具受力分析.pdf

1、在周期軋管廠鋼管生產(chǎn)工藝中，大型工模具——沖孔模對(duì)于生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有舉足輕重的影響。生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，沖孔模內(nèi)壁溫度高達(dá)600℃左右，并要反復(fù)承受復(fù)合應(yīng)力。因此，沖孔模內(nèi)壁極易產(chǎn)生疲勞裂紋，使沖孔模使用壽命降低，生產(chǎn)成本增加，并且造成鋼管質(zhì)量下降。 沖孔成型過(guò)程中，沖孔模內(nèi)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化十分復(fù)雜，且連續(xù)工作時(shí)沿壁厚方向由內(nèi)及外形成一定的溫度梯度，因此除結(jié)構(gòu)應(yīng)力外還有熱應(yīng)力的存在。采用傳統(tǒng)的工程分析方法難以有效全面的分析

2、沖孔模的受力情況以及變形過(guò)程中金屬的流動(dòng)情況。本文在分析了國(guó)內(nèi)外材料成形有限元模擬的發(fā)展動(dòng)態(tài)和有限元法在模具分析中的應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，采用有限元方法對(duì)變形溫度下的鋼坯進(jìn)行沖壓成形模擬，從而獲得了變形過(guò)程中的沖孔模受力及金屬流動(dòng)情況。 首先，采用有限元模擬方法對(duì)鋼坯的沖壓成型過(guò)程進(jìn)行模擬，分析了變形過(guò)程中金屬的流動(dòng)變形情況；得到了沖頭的單位壓力分布及沖頭壓力隨行程的變化情況；詳細(xì)的分析了變形過(guò)程中沖孔模內(nèi)壁的受力情況，并且通過(guò)改變

3、變形條件的方法分別得出了變形區(qū)域、摩擦條件、變形程度及變形材料等參數(shù)對(duì)沖孔模內(nèi)壁壓力的影響。其次，采用有限元分析方法對(duì)沖孔模內(nèi)壁因內(nèi)外溫差而造成的溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬；利用直接熱力耦合法得出了各個(gè)方向的熱應(yīng)力分布情況。最后，簡(jiǎn)要介紹了局部應(yīng)力-應(yīng)變法估算疲勞壽命和模具優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理和方法。 綜合運(yùn)用以上方法對(duì)管坯沖孔過(guò)程的金屬變形及模具受力進(jìn)行深入的分析，有助于了解沖孔模在各種變形條件下的受力情況、應(yīng)力在各個(gè)變形區(qū)域的分布情況以