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,對擠壓設備要求也越來越高,特別是對擠壓模具的要求,它直接影響著生產經濟效益的高低。產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備的擠壓筒重達幾百噸,本文研究的擠壓筒就有176噸之重。預應力鋼絲纏繞剖分-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,提高其強度,就要對擠壓筒的

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

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