V150油套管熱矯直彈塑性有限元模擬與矯直參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、本文基于彈塑性大變形有限元理論,利用高性能計(jì)算機(jī)平臺(tái),建立了V150油套管熱矯直三維有限元模型,動(dòng)態(tài)模擬了V150油套管的矯直過(guò)程,分析了油套管在矯直過(guò)程中典型位置的應(yīng)力應(yīng)變分布,應(yīng)變類型、應(yīng)力應(yīng)變變化過(guò)程以及周向殘余應(yīng)力大小分布,并通過(guò)X射線衍射法測(cè)量了油套管內(nèi)表面的周向殘余應(yīng)力。根據(jù)田口方法對(duì)壓彎量、壓扁量、傾斜角等矯直參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化穩(wěn)健設(shè)計(jì),采用望小特性之SN評(píng)估了橢圓度和平直度的品質(zhì)特性,并考慮了油套管的初始橢圓度和矯直后橢圓度

2、沿軸向分布、平直度沿周向分布三種干擾因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,周向殘余應(yīng)力測(cè)量結(jié)果為-130MPa～-480MPa,有限元計(jì)算結(jié)果為-189MPa～-489MPa,兩者吻合良好,表明有限元模型是可靠的;油套管進(jìn)入第1對(duì)矯直輥時(shí),橫截面應(yīng)力應(yīng)變分布具有軸對(duì)稱性,經(jīng)過(guò)第2、3對(duì)矯直輥時(shí),橫截面上應(yīng)力應(yīng)變分布不具有軸對(duì)稱性,脫離矯直輥后,內(nèi)外表面應(yīng)力應(yīng)變較大,管壁中部應(yīng)力應(yīng)變較小,內(nèi)表面壓縮變形占主導(dǎo),外表面拉伸變形占主導(dǎo)。油套管脫離矯直輥后,內(nèi)外

3、表面應(yīng)力應(yīng)變較大,管壁中部應(yīng)力應(yīng)變較小;橫截面同一角度內(nèi)外表面的軸向應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間歷程曲線具有相同的變化規(guī)律,在拉應(yīng)力與壓應(yīng)力之間循環(huán)變化,與之相隔180°的內(nèi)外表面的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間歷程曲線變化規(guī)律正好相反;橫截面同一角度內(nèi)外表面的周向應(yīng)力時(shí)間歷程曲線變化規(guī)律相反,并且表現(xiàn)出相反的殘余應(yīng)力;壓扁矯正過(guò)程優(yōu)化分析中,第1對(duì)輥壓扁量為不重要因子,第3對(duì)輥壓扁量為較重要因子,第2對(duì)輥壓扁量為最重要因子,壓扁量的最優(yōu)組合為1.4 mm,4.0 mm