銅管四輥行星軋制工藝有限元模擬研究.pdf

1、最近出現(xiàn)了一種新的軋管工藝——STP軋管工藝，其核心設(shè)備為四輥行星軋機，又稱KRM軋管機，其結(jié)構(gòu)和工作原理與三輥行星軋機(PSW軋機)類似。與三輥行星軋機相比，采用四輥行星軋機軋制銅管的軋制速度更快，可以大大提高生產(chǎn)效率；而且管坯變形更均勻，軋出的產(chǎn)品質(zhì)量更好。 目前，銅管四輥行星軋制工藝尚處于摸索階段，軋制過程中材料的流動機制、管坯的變形過程以及溫度場分布等也有待研究。本文借助商業(yè)非線性有限元分析軟件Msc.Marc，對TP2

2、紫銅管四輥行星軋制過程進行了可視化數(shù)值仿真模擬分析，為探索銅管四輥行星軋制工藝提供了一種有效途徑。 建立合理有效的銅管四輥行星軋制有限元模型是正確進行模擬分析的關(guān)鍵。首先，在充分了解四輥行星軋機的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立四輥行星軋機軋制的運動學(xué)模型，推導(dǎo)出軋輥轉(zhuǎn)速的計算公式，為設(shè)定合理的模擬軋制工藝參數(shù)提供理論依據(jù)；而后，通過Gleeble壓縮實驗獲得TP2紫銅在不同溫度、不同變形速率下的流動應(yīng)力，為有限元模擬提供準(zhǔn)確的材料

3、模型；進一步給出合理的初邊條件和邊界條件及其在有限元分析軟件中的設(shè)置處理方法，對有限元分析中所需的各種參數(shù)進行調(diào)試，最終建立起合理的TP2紫銅管四輥行星軋制有限元分析模型。 通過模擬分析獲得了銅管四輥行星軋制管坯變形過程及材料的流動機理。四輥行星軋制過程中坯料既沿著圓周方向旋轉(zhuǎn)，又沿著軋制線前進。而管坯橫斷面的變形一個是從圓形到圓四邊形再回規(guī)圓形的過程。與三輥行星軋制相比，四輥行星軋制管坯的反復(fù)彎曲應(yīng)力顯著減小，進而大大減小了在