管材滚压剪切的断口分析及实验研究.pdfVIP

维普资讯 第 15卷第 1期 塑性工程学报 Vo1．15No．1 2008年 2月 0URNAL0FPLASTICITY ENGINEERING 管材滚压剪切的断 口分析及实验研究 (燕山大学轧机研究所，秦皇岛 066004) 刘 丰 于恩林 摘 要：文章采用大型商用显式动力学有限元分析软件 ABAQUS／Explicit模拟了圆形截面管材的滚压剪切过程， 所计算的变形结果与相关实验数据符合较好，揭示了滚切过程的断裂机理，并得到了~76mmX3．5mm钢管滚切生 产过程中影响断口质量和生产效率重要工艺参数的较为合理的匹配关系。 关键词：显式动力学有限元法；管材 ；滚压剪切；断口质量；实验 中图分类号：TG506．2 文献标识码：A 文章编号：1007—2012(2008)01—0142—04 Thenumericalanalysisandexperimenton thefracture in tuberoll-。cuttingprocess LIU Feng YU En-lin (RollingMillResearchInstitute，YanshanUniversity，Qinhuangdao 066004 China) Abstrad：ThelargecommercialexplicitdynamicfiniteelementmethodanalysiscodeABAQUS／Explicitisusedtosimulatethe tuberoll-cuttingprocess．Thegoodagreementforthecutshapebetweenthecalculatedandtheexperimentalresultisobtained． Thispaperexpatiatesonthefracturemechanism ofroll-cutting andrevealsthereasonableprocessing parameterscombinationthat affectstheefficiencyandqualityoftubecuttinginq~76mm X3．5mm tuberoll-cuttingprocess． Keywords：explicitdynamicFEM ；tube~roll-cutting；qualityoftubecutting；experiment 引 言 显式动力学有限元法 圆截面管材无芯旋转滚压式剪切，简称滚切 ， 显式动力学有限元基本方程为 是利用带有楔角的圆盘形滚切刀片，采用滚动压入 Mii+C五+F— R (1) 的方式将管材切断，可实现高效率、无切屑、小噪 式中 M——质量矩阵 音剪切，并且可以保证切 口断面轮廓不失真或少失 C——阻尼矩阵 真。国内外在大中管材的生产中广泛采用了这种切 F—— 内力矢量 断方式。但是由于其切断形式的限制，在切断时， R——外载荷矢量 焊管的断口处极易产生收缩，严重影响产品的质量 。 ， — — 节点速度和加速度矢量 目前国内也有人从事滚切机设备的研制[1]，而在滚 通常采用中心差分法求解式 (1)。t时刻的离 切理论[3方面所做的研究相对较少 。 散速度、加速度中心差分公式分别为 本文运用三维显式动力学软件 ABAQUS／Ex— n一 抖 一 ) (2) plicit对管材的滚切过程进行了模拟，通过研究管