碳鋼-不銹鋼復(fù)合無縫鋼管穿孔及多道次軋制成型過程的研究.pdf

1、碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管可充分發(fā)揮基材碳鋼優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能及價廉特征和不銹鋼優(yōu)異的耐蝕性能，在石油、石化及海洋等腐蝕性較強(qiáng)的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用空間。研究碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管成型過程對其成型工藝及尺寸精度分析具有重要意義和應(yīng)用價值。
　　本文利用熱-機(jī)耦合以及材料、幾何和邊界條件等多重非線性有限元法，應(yīng)用高級非線性有限元軟件MSC.Marc和網(wǎng)格重劃分技術(shù)，對碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋穿孔、碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋以及多

2、道次軋制成型過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要研究工作包括:
　　(1)建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管兩輥斜軋穿孔過程的有限元模型，在此基礎(chǔ)上，建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管兩輥斜軋過程的有限元模型，獲得了斜軋過程的應(yīng)力應(yīng)變與溫度場的分布、坯料運動軌跡及軋制過程中軋制力的變化規(guī)律，并對碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管斜軋成形過程的機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　(2)通過對鋼管Y型三輥兩道軋機(jī)軋制成型過程的數(shù)值模擬，獲得了鋼管橫截面金屬流動的變形規(guī)律，

3、冷連軋成型后鋼管的殘余應(yīng)力分布規(guī)律。研究了不同軋制階段時鋼管外徑、內(nèi)壁、中間層的三向應(yīng)力分布，以及應(yīng)力分布對鋼管直徑和壁厚精度影響的機(jī)理。
　　隨后，在冷軋鋼管殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上，對存在初始?xì)堄鄳?yīng)力的缸筒在液壓載荷作用下的承載能力進(jìn)行了研究，與沒有初始?xì)堄鄳?yīng)力缸筒的承載能力進(jìn)行了比較，分析了殘余應(yīng)力對液壓缸承載能力的影響。數(shù)值計算結(jié)果表明，冷連軋鋼管的殘余應(yīng)力能夠降低液壓缸筒的環(huán)向和徑向變形，這對于降低液壓缸的磨損提高壽命以及提高液

4、壓缸的密封性能有利，但是殘余應(yīng)力也同時增大了液壓缸筒外壁局部區(qū)域的等效應(yīng)力，對缸筒的強(qiáng)度會有一定的影響。
　　(3)建立了碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管Y型三輥兩道次冷軋過程的有限元模型，獲得了鋼管橫截面金屬流動的變形規(guī)律。研究了不同軋制階段時鋼管外徑、內(nèi)壁、界面的三向應(yīng)力分布，以及應(yīng)力分布對碳鋼/不銹鋼復(fù)合無縫鋼管直徑和壁厚精度影響的機(jī)理。
　　(4)建立了兩道Y型三輥熱軋無縫鋼管成型過程的有限元模型，該模型能很好的模擬了鋼管的