冷弯圆管工艺参数的优化研究

发布时间：2017-08-17 05:22

  本文关键词：冷弯圆管工艺参数的优化研究

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【摘要】：通过冷弯成型的方法生产管材是一种高效、经济的生产方式，主要应用在直缝焊管的生产中。圆管的冷弯成型过程很复杂，板带的变形过程涉及一系列非线性问题给工艺参数的设计带来很大挑战。随着焊管产品逐渐向高钢级、大壁厚方向发展，，对圆管冷弯成型部分的回弹等缺陷控制要求更加严格，给工艺参数的设计带来更多的困难。因此，本文尝试对圆管冷弯成型的工艺参数优化进行研究。 本文开始先介绍了圆管冷弯成型的研究状况，包括成型过程中板带变形机理的研究状况和成型工艺参数的研究状况。随后阐述了圆管冷弯成型过程中的弹塑性理论和圆管冷弯成型的有限元分析理论。以弹塑性有限元理论为基础，以某工厂高频直缝焊管生产线的冷弯成型部分为研究对象，在ABAQUS有限元分析软件中建立了该生产线的有限元分析模型。提出了基于响应曲面法的管坯边部回弹预测方法，预测方法能够预测工艺参数的变动对管坯边部回弹量的影响，并能找出最优的工艺参数设计方法使回弹量最小。最后结合基于响应曲面法的回弹预测方法对某工厂圆管冷弯成型的工艺参数进行了优化设计，优化设计的结果能减小管坯的边部回弹，并根据优化设计过程中的试验数据提出了双半径成型法中有助于提高边部质量的角度分配方法。
【关键词】：冷弯成型 有限元 响应曲面法 优化设计
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 圆管冷弯成型工艺的研究现状8-11
• 1.2.1 圆管冷弯成型过程中板带变形的研究现状9-10
• 1.2.2 圆管冷弯成型中工艺参数的研究现状10-11
• 1.3 圆管冷弯成型方法及特点11-14
• 1.3.1 圆管冷弯成型技术的发展历史11
• 1.3.2 圆管的辊式成型技术11-12
• 1.3.3 圆管的组合成型技术12-13
• 1.3.4 圆管的排辊成型技术13-14
• 1.4 课题研究意义及主要研究内容14-17
• 1.4.1 圆管冷弯成型工艺的研究意义14-15
• 1.4.2 主要研究内容及研究方法15-17
• 第2章 圆管冷弯成型与数值模拟理论17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 圆管冷弯成型中的弹塑性理论17-24
• 2.2.1 钢带变形的屈服准则18-21
• 2.2.2 圆管冷弯成型中的塑性本构方程21-24
• 2.3 圆管冷弯成型过程中的非线性问题24
• 2.3.1 几何非线性问题24
• 2.3.2 接触非线性问题24
• 2.4 圆管冷弯成型的数值模拟理论24-27
• 2.4.1 ABAQUS 有限元软件简介24-25
• 2.4.2 边界条件的处理25
• 2.4.3 算法的选择与原理25-27
• 第3章 基于响应曲面法的冷弯圆管边部回弹预测27-33
• 3.1 引言27
• 3.2 响应曲面法27-30
• 3.2.1 响应曲面法原理27-28
• 3.2.2 响应曲面法的特点与应用28-29
• 3.2.3 响应曲面法的试验设计方法29-30
• 3.3 冷弯圆管的边部回弹30-32
• 3.3.1 边部回弹的影响因素31
• 3.3.2 管坯边缘回弹机理31-32
• 3.4 圆管冷弯成型边部回弹预测模型32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 圆管双半径成型花型的优化设计实例33-47
• 4.1 引言33
• 4.2 原始参数设计与有限元仿真33-38
• 4.2.1 原始花型设计33-34
• 4.2.2 材料的性能参数34-35
• 4.2.3 有限元仿真模型的建立35-36
• 4.2.4 有限元仿真与分析36-38
• 4.3 花型优化设计方案38-41
• 4.3.1 变量因子和响应量38-40
• 4.3.2 优化流程40-41
• 4.4 响应曲面模型的建立41-47
• 4.4.1 试验设计41-42
• 4.4.2 响应曲面的建立与求解42-43
• 4.4.3 花型优化设计结果与分析43-47
• 第5章 总结与展望47-48
• 5.1 总结47
• 5.2 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-52
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：687321