螺旋焊管关键成型工艺参数仿真研究

发布时间：2017-09-15 18:49

  本文关键词：螺旋焊管关键成型工艺参数仿真研究

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【摘要】：本文使用理论分析及有限元数值模拟的方法,通过调整部分工艺参数,研究螺旋焊管成型过程中的尺寸变化、应力应变变化等。首先,在材料模型假设和弯曲过程假设基础上,建立了螺旋焊管成型的理论模型;分析了螺旋焊管的成型工艺及变形过程,研究了带钢成型中管坯缺陷“桃形尖”的产生原因及改进措施;分析螺旋焊管弹复应力的产生原因与变化规律,根据切环试验法,在有限元模型弹复变形基础上,推导管坯弹复应力计算公式。其次,运用有限元数值模拟技术,分析各工艺参数对焊管成型的影响。调整2#辊组压下量,确定最优压下量尺寸;调整板宽、板厚参数,分析参数变化对管坯成型尺寸、残余应力的影响规律;添加板边预弯装置,建立了预弯与空间弯曲的连续成形有限元模型,分析板边预弯对板边翘曲尺寸、板边残余应力的影响。最后,建立多组有限元仿真模型,调整板宽、板厚参数,测量模拟结果中的管坯弹复尺寸数据,结合管坯弹复应力计算公式,分析参数变化时,焊管弹复应力变化规律。
【关键词】：螺旋焊管 板边预弯 弹复应力 板边翘曲
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306;TE973
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 螺旋焊管的历史现状及发展方向10-13
• 1.2.1 螺旋焊管的历史现状10-11
• 1.2.2 螺旋焊管发展方向11-13
• 1.3 螺旋焊管成型工艺原理13-14
• 1.4 螺旋焊管生产工艺研究现状14-16
• 1.5 本文主要研究内容16-18
• 第2章 螺旋焊管成型的理论解析18-34
• 2.1 螺旋焊管成型过程的基本假设18-21
• 2.1.1 材料模型假设18-19
• 2.1.2 弯曲过程假设19-21
• 2.2 螺旋焊管成型过程概述21-22
• 2.3 成型过程几何分析22-23
• 2.4 板边预弯过程分析23-27
• 2.4.1 成形缝的桃形尖现象23-24
• 2.4.2 控制桃形尖产生的改进措施24-25
• 2.4.3 板边预弯装置的设计25-27
• 2.5 螺旋焊管弯曲变形的弹复应力27-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 螺旋焊管弯曲成型过程的数值模拟34-55
• 3.1 ABAQUS介绍34
• 3.2 螺旋焊管弯曲成型的有限元模型34-41
• 3.2.1 几何模型34-35
• 3.2.2 材料模型35-37
• 3.2.3 有限元求解器37
• 3.2.4 分析步37-38
• 3.2.5 边界条件38
• 3.2.6 单元类型38-39
• 3.2.7 划分网格39
• 3.2.8 促进焊管稳定成型的措施39-41
• 3.3 焊管变形的特征分析41-46
• 3.3.1 变形区域分析41
• 3.3.2 最优 2#辊组压下量41-43
• 3.3.3 板厚变化对管坯直径和残余应力影响43-45
• 3.3.4 板宽变化对管坯直径和残余应力影响45-46
• 3.4 焊管的板边翘曲问题46-53
• 3.4.1 板厚变化对板边残余应力的影响46-48
• 3.4.2 板宽变化对板边残余应力的影响48-49
• 3.4.3 建立板边预弯模型49-50
• 3.4.4 板边预弯前后管坯尺寸和残余应力分析结果50-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 螺旋焊管残余弹复问题55-62
• 4.1 研究残余弹复问题的方法对比55
• 4.2 有限元模型中的管坯弹复变形55-57
• 4.3 有限元工具计算管坯弹复应力57-61
• 4.3.1 板厚变化对管坯弹复应力影响58-59
• 4.3.2 板宽变化对管坯弹复应力影响59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68

【参考文献】

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本文编号：858297