Φ3~Φ5mm薄壁细管矫直工艺参数研究及矫直动态仿真分析

发布时间：2017-09-27 23:22

  本文关键词：Φ3~Φ5mm薄壁细管矫直工艺参数研究及矫直动态仿真分析

  更多相关文章： 薄壁细管 矫直 双曲线辊形 反弯辊形 压弯量 压扁量 仿真模拟

【摘要】：近年来,薄壁细管材广泛应用于医疗器械、微机电系统、精密光学线路、精密电子设备、航空精密件等领域。随着各行业对机器精度要求的不断提高,薄壁细管的各精度指标要求也越来越苛刻,但是薄壁细管在矫直过程中的矫直理论具有其独特的性质,细管的矫直难点在于管径很小压弯量及压扁量必然很小,必须通过矫直辊进行反复压弯来逐步使其矫直;薄壁问题的难点在于,薄壁管材的矫直压弯涉及到管材的接触非线性和材料非线性等研究,因此一套合理的适合薄壁细管的矫直理论与矫直参数的算法亟待解决。本文基于Matlab数据计算软件分别计算了双曲线辊形、单向反弯辊形及双向反弯辊形曲线,并设计了三种矫直方案即传统的十辊双曲线辊系,二四对辊分别放置单向反弯辊或双向反弯辊的辊系设计;并基于有限元软件ABAQUS建立了三种矫直模型,通过对比薄壁细管矫直后的XY方向直线偏差、径向偏差以及残余应力和矫直力,分析了不同矫直辊系的适用工况。本文以现有的十辊矫直机为依托,利用有限元软件ABAQUS建立了薄壁细管矫直的有限元模型,并分别对外径为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm及5mm;不同壁厚0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm及0.5mm;不同材质304不锈钢、316L不锈钢、45钢及10钢;不同辊距30mm、35mm、40mm及45mm的薄壁细管材的矫直过程进行了动态仿真研究。通过对薄壁细管材的后处理分析,计算出了不同规格的工件的最佳矫直参数并进行了优化,最终推导出适合薄壁细管的工艺参数计算公式,通过与前人所做的工艺参数进行对比,验证了公式的准确性,为薄壁细管的矫直提供了参考。最后,基于MATLAB图形用户界面编写了薄壁细管矫直机可视化动态仿真VDSS系统,通过改变不同的参数即可实现辊形和其他工艺参数的计算,直观的反映了矫直过程中参数的动态变化。
【关键词】：薄壁细管 矫直 双曲线辊形 反弯辊形 压弯量 压扁量 仿真模拟
【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】：TG335.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRAC T6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究的背景与意义11-12
• 1.2 管材矫直机的发展趋势12-16
• 1.2.1 管材矫直机的简介12
• 1.2.2 斜辊矫直机的简介12-16
• 1.3 辊形的研究16-17
• 1.4 十辊矫直机的发展17-18
• 1.5 压弯量、压扁量的研究18
• 1.6 主要研究内容18-19
• 1.7 课题的研究意义19-21
• 第2章 矫直的弹塑性理论21-31
• 2.1 矫直过程中的弯曲变形与曲率22-23
• 2.2 矫直过程中的弯矩23-26
• 2.3 矫直原理26-27
• 2.4 管材轴向压弯矫直分析27-28
• 2.5 十辊矫直机的横向压扁矫直28-29
• 2.6 管材矫直的螺旋接触机理29
• 2.7 矫直过程的管壁应力29-30
• 2.8 本章小结30-31
• 第3章 矫直工艺参数计算31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 辊形设计31-45
• 3.2.1 双曲线辊形算法31-36
• 3.2.2 反弯辊型曲线36-45
• 3.3 辊距45
• 3.4 倾斜角45-46
• 3.5 矫直速度46
• 3.6 矫直力46-47
• 3.7 本章小结47-48
• 第4章 有限元模型建立及后处理分析48-74
• 4.1 有限元介绍48-49
• 4.2 有限元模型建立49-65
• 4.2.1 Part建模49-50
• 4.2.2 Property(材质特性)50-52
• 4.2.3 Assembly装配模块52
• 4.2.4 Step分析ki模块52-53
• 4.2.5 Interaction接触模块53-54
• 4.2.6 Load载荷功能模块54-55
• 4.2.7 Mesh网格划分模块55-56
• 4.2.8 Visualization后处理模块56-65
• 4.3 压弯，压扁量拟合公式65-72
• 4.3.1 壁厚因素65-66
• 4.3.2 外径因素66-68
• 4.3.3 材质因素68-69
• 4.3.4 辊距因素69-70
• 4.3.5 公式拟合70-72
• 4.4 本章小结72-74
• 第5章 辊形对比及工艺参数验证74-91
• 5.1 压扁量公式总结74-77
• 5.2 压弯量公式总结77-79
• 5.3 不同组合工艺参数对比79-82
• 5.4 不同辊形曲线矫直效果对比82-87
• 5.4.1 不同辊形的矫直结果分析82-86
• 5.4.2 矫直接触问题86-87
• 5.5 界面控制系统87-90
• 5.5.1 矫直界面控制系统87
• 5.5.2 MATLAB控制系统VDSS界面开发87
• 5.5.3 控制系统登陆界面设计87-89
• 5.5.4 十辊矫直机辊形界面89
• 5.5.5 矫直工艺计算界面89-90
• 5.6 本章小结90-91
• 结论91-92
• 参考文献92-96
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果96-97
• 致谢97

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 谭瑞林;新式辊形在穿孔过程中的应用[J];山东冶金;1994年04期

2 程刚;辛越;;正弦函数辊形曲线方程的推导[J];轻合金加工技术;1992年02期

3 杨志敏;;冷轧丝杠辊形理论计算讨论会在昆明举行[J];锻压技术;1978年02期

4 宋华;弯管辊形矫正辊调角的研究[J];重型机械;1999年01期

5 王晓东;李飞;李本海;朱国森;金永春;;变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用[J];钢铁;2010年07期

6 罗涛;;斜轧辊形与辊形所构成的轧制空间的关系[J];钢管技术;1985年04期

7 戴杰涛;张清东;夏小明;张国河;卞皓;;梅钢热轧支持辊辊形遗传算法设计与极限规格板形改善[J];钢铁;2009年10期

8 鲍殿铭;;交错轴轧制任意回转曲在面辊形方程的推导[J];重型机械;1977年03期

9 姜文;左都云;;180棒矫主动辊辊形曲线设计[J];浙江冶金;2013年04期

10 朱浩;秦松;丁波;侯俊杰;;辊形对热连轧中间坯侧弯影响的有限元仿真分析[J];冶金设备;2012年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘根社;刘强;刘迪;宗坤;徐梦;;曲线直显式智能辊形测量仪的研究与实现[A];2012年全国轧钢生产技术会论文集（下）[C];2012年

2 花江;包忠诩;应松;范美仁;张文鞍;;焊管辊形过程的仿真[A];中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C];1995年

3 李建文;胡燕来;雷维新;肖涵;陈帆;;刮油辊辊形修磨研究[A];2012年全国压力加工设备节能环保及技术创新研讨会论文集[C];2012年

4 刘根社;刘强;刘迪;;曲线直显式智能辊形测量仪的研究与实现[A];2012全国轧辊使用与制造技术交流会论文集[C];2012年

5 朱浩;秦松;丁波;侯俊杰;;辊形对热连轧中间坯侧弯影响的有限元仿真分析[A];2012年全国压力加工设备节能环保及技术创新研讨会论文集[C];2012年

6 苏晨光;刘维;冯浩;陈斌;;SMARTCROWN辊形磨削的研究[A];2006年河北省轧钢技术与学术年会论文集（上册）[C];2006年

7 李洪波;张杰;曹建国;轧楠;;轴向移位变凸度工作辊辊形研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

8 徐祝兵;朱浩;丁波;刘天才;;1700mm热连轧粗轧机辊形配置研究[A];2012年全国压力加工设备节能环保及技术创新研讨会论文集[C];2012年

9 范才彪;任衍军;;五次CVC辊形板形调控能力分析[A];2012年全国压力加工设备节能环保及技术创新研讨会论文集[C];2012年

10 李山青;许健勇;周坚刚;;克服高次浪形的BURS辊形[A];全国轧辊技术研讨会论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王春迪;Φ3~Φ5mm薄壁细管矫直工艺参数研究及矫直动态仿真分析[D];燕山大学;2015年

2 贾仕博;港陆1250mm精轧机组辊形曲线优化[D];东北大学;2008年

3 吕红瑞;基于包络啮合理论矫直辊形研究及参数化设计[D];燕山大学;2013年

，

本文编号：932502