厚壁鋼管熱擠壓過程擠壓筒熱力耦合分析.pdf

1、隨著擠壓加工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)擠壓設(shè)備要求也越來越高,特別是對(duì)擠壓模具的要求,它直接影響著生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的高低。產(chǎn)品的尺寸及斷面面積的增大必然要求有更大的模具用來加工。大型無縫鋼管擠壓設(shè)備的擠壓筒重達(dá)幾百噸,本文研究的擠壓筒就有176噸之重。預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞剖分-組合式擠壓筒在一定程度上解決了大型擠壓筒裝配難度大、生產(chǎn)成本高的問題。高壓、高溫、高摩擦的惡劣工作條件使擠壓筒經(jīng)常發(fā)生開裂和磨損。為了延長擠壓筒的使用壽命,提高其強(qiáng)度,就要對(duì)擠壓筒的

2、受力狀況進(jìn)行分析以及研究。
　　本文以剖分-組合式擠壓筒為研究對(duì)象,采用有限元數(shù)值模擬方法,運(yùn)用大型有限元Deform有限元分析軟件對(duì)擠壓過程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,運(yùn)用ANSYS軟件三維建模,對(duì)擠壓筒進(jìn)行靜力學(xué)以及熱力耦合分析。本文主要研究了整個(gè)擠壓過程的模擬計(jì)算,并從結(jié)果中得到了擠壓過程中坯料對(duì)擠壓筒內(nèi)壁的溫度和徑向內(nèi)壓力隨時(shí)間變化的值;另外還對(duì)擠壓筒外部纏繞鋼絲的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了研究與計(jì)算,并利用Matlab軟件進(jìn)行編程計(jì)算,得出了纏繞鋼

3、絲對(duì)擠壓筒外壁施加的預(yù)應(yīng)力;通過上面兩項(xiàng)研究得到擠壓筒分析的邊界條件,然后對(duì)剖分組合式擠壓筒在僅受預(yù)緊力狀態(tài)下應(yīng)力分布狀態(tài)、預(yù)熱狀態(tài)下擠壓筒內(nèi)的應(yīng)力場以及工作狀態(tài)下進(jìn)行系統(tǒng)的研究,得到了擠壓筒的溫度場和應(yīng)力場的分布情況。
　　分析結(jié)果得出擠壓筒受力規(guī)律,擠壓筒內(nèi)部等效應(yīng)力和切向應(yīng)力受溫度分布的影響較大,應(yīng)力集中的區(qū)域主要分布在內(nèi)襯內(nèi)壁表面靠近擠壓模一端,該部位是擠壓筒產(chǎn)生裂紋和磨損的主要部位。
　　本文的研究結(jié)論可以為擠壓筒