無縫鋼管管坯沖孔過程金屬變形及模具受力分析.pdf

1、在周期軋管廠鋼管生產工藝中，大型工模具——沖孔模對于生產成本、生產效率和產品質量具有舉足輕重的影響。生產作業(yè)時，沖孔模內壁溫度高達600℃左右，并要反復承受復合應力。因此，沖孔模內壁極易產生疲勞裂紋，使沖孔模使用壽命降低，生產成本增加，并且造成鋼管質量下降。 沖孔成型過程中，沖孔模內的結構應力變化十分復雜，且連續(xù)工作時沿壁厚方向由內及外形成一定的溫度梯度，因此除結構應力外還有熱應力的存在。采用傳統(tǒng)的工程分析方法難以有效全面的分析

2、沖孔模的受力情況以及變形過程中金屬的流動情況。本文在分析了國內外材料成形有限元模擬的發(fā)展動態(tài)和有限元法在模具分析中的應用研究的基礎上，采用有限元方法對變形溫度下的鋼坯進行沖壓成形模擬，從而獲得了變形過程中的沖孔模受力及金屬流動情況。 首先，采用有限元模擬方法對鋼坯的沖壓成型過程進行模擬，分析了變形過程中金屬的流動變形情況；得到了沖頭的單位壓力分布及沖頭壓力隨行程的變化情況；詳細的分析了變形過程中沖孔模內壁的受力情況，并且通過改變

3、變形條件的方法分別得出了變形區(qū)域、摩擦條件、變形程度及變形材料等參數對沖孔模內壁壓力的影響。其次，采用有限元分析方法對沖孔模內壁因內外溫差而造成的溫度場進行了模擬；利用直接熱力耦合法得出了各個方向的熱應力分布情況。最后，簡要介紹了局部應力-應變法估算疲勞壽命和模具優(yōu)化設計的基本原理和方法。 綜合運用以上方法對管坯沖孔過程的金屬變形及模具受力進行深入的分析，有助于了解沖孔模在各種變形條件下的受力情況、應力在各個變形區(qū)域的分布情況以