无缝钢管

连轧无缝钢管技术是实现钢管生产现代化、高速化发展的一项先进技术。目前，大多数的轧制力计算模型是建立在传统的平板轧制经验公式的基础上，复杂而且存在很大的误差，而建立在利用轧制过程的变形特点基础上的却很少。因此，建立精确实用的轧制力计算模型，就成为连轧无缝钢管轧制领域内的一个具有重大应用价值的研究课题。 本文对现有连轧无缝钢管轧制力计算模型进行了研究，并通过具体算例，发现了该计算模型存在的主要缺陷和不足，证实了该计算模型不能满足实际生产的要求。在分析机械性能、应力状态特性和接触面积等因素对轧制力的影响的基础上，对该计算模型提出了修改方案，建立了新的轧制力改进模型。为了更合理地确定连轧过程中复杂的非线性接触特征，利用ANSYS／LS—DYNA显式动力学有限元软件对连轧无缝钢管轧制过程进行了有限元数值模拟，利用有限元数值模拟的结果确定了改进模型中系数的值。并且，分析了连轧无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变的变化规律，重现了轧制力和应力应变的动态变化过程，对比了有限元数值模拟的轧制力与现场实测的轧制力，得到了两者的变化规律基本相符的结论，证实了显式动力学有限元法作为连轧无缝钢管的研究方法的可行性。为了使计算模型具有更高的计算精度和一定的通用性，考虑了轧辊的弹性变形和材料的化学成分对轧制力的影响，进而得到了轧制力改进模型，并通过讨论该计算模型中的主要影响因素，验证了轧制力修正模型的实用性。****通过实验，建立了轧制力能参数在线监测系统，进行了轧制力测试，分析了实测数据，进一步验证了轧制力修正计算模型在实际生产中的可靠性，证实了显式动力学有限元方法分析连轧无缝钢管轧制过程是可行性的。 通过上述研究，建立了精确实用的轧制力计算模型，该计算模型具有较高的精度和一定的通用性，能够满足实际生产的要求，便于进行实时监控。而且，证明了显式动力学有限元法作为连轧无缝钢管轧制过程的分析方法是行之有效的，通过这种方法得到的结论对生产实践有着重大的指导意义。