ERW焊管成型变形研究及有限元分析.pdfVIP

焊管 ·第 30卷第 2 期 ·2007年 3月 ·23 · ●试验与研究 ERW 焊管成型变形研究及有限元分析 丁 　锋 , 吴东晓 (西安重型机械研究所 西安重型技术公司 , 西安 7 10032) 摘 　要 : 研究了 ERW 焊管成型的变形特点和相应辊花图的计算方法 ,编制了变形辊花图自 动生成及分析软件 。利用该软件可针对不同的成型方法和变形参数 自动生成辊花变形图 ,并 能计算辊花曲线极限位置坐标 、辊花开口度 、管坯变形边沿延伸率和升起角等变形数据 。以自 动生成的辊花图为基础 ,建立了管坯变形的有限元分析模型 ,使用有限元分析软件 CO SMO S ( 对管坯变形进行了非线性有限元分析 ,得到了管坯变形的各种力学参数 包括变形应力 、应 ) 变 、变形量等 。综合辊花图自动生成及分析软件和有限元分析的结果 ,得到了 ERW 焊管成 型过程的几何变形参数和物理变形参数 ,从而为 ERW 制管机组的设计和制定变形工艺提供 了重要的参考数据 。 关键词 : ERW 焊管成型 ; 变形辊花图; 有限元分析 中图分类号 : TG335. 75　文献标识码 : A 　文章编号 : 100 1- 3938 (2007) 02 - 0023- 04 0　前 　言 变形辊花图忽略了管坯的厚度将其视为一段 曲线 ,辊花的变形相应简化成了曲线的几何变化 。 我国近几年 ERW 焊管的生产水平不断提 根据用户选择的成型方法和变形参数 ,可分别计 高 ,但 ERW 焊管成型理论的研究却被长期忽视 , 算各个辊花特征点的几何坐标 ,使用这些特征点 在成型设备的设计和成型工艺的制定上经常是采 在 CAD 环境下绘出各个 “辊花 ”。因为每种成型 取仿照和类比的方法 。ERW 焊管生产的变形方 方法的变形过程不同 ,所使用的计算方法也各不 法有很多种 ,现有的变形理论各有特点 ,对变形优 相同。 劣的评判或对变形的优化修改 ,都需要进行定量 变形数据计算完成以后 ,就可以绘制变形辊 的分析并有具体的数据支持 。笔者使用编制的专 花了。软件使用 VB 编程 ,调用 Au to CAD 软件提 用软件并结合有限元分析方法 ,可以根据变形的 供的 A ctiveX Au tom ation命令直接在 CAD 中绘制 具体参数自动绘图 ,并可计算得到变形过程中的 变形辊花图形 。使用 A u to CAD 软件绘制辊花 , ( ) 不仅因其提供了强大的二次开发工具 ,还因为生 各种参数 包含几何变形和物理变形参数 ,为变 形评判提供依据 ,为后续更深入的研究奠定基础 。 成的辊花图可以直接和后期的设计工作进行 “对 接 ”。生成的辊花图从 z 轴方向看表现为传统模 ( ) 1　ERW 焊管变形辊花图自动生成及分析 式 见图 1 ,也可以从空间位置观察立体的辊花 ( ) 软件的主要功能 变形情况 见图 2 。 　　变形辊花图自动生成及分析程序有 3个主要