D0I:10.13374f.issnl00103x.2000.01.B5 第22卷第1期 北京科技大学学报 VoL22 No.I 2000年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2000 圆孔型张力减径管横向壁厚模拟 潘克云12 王先进” 秦国庆” 1)北京科技大学材料科学与1程学院，北京1000832)上海宝倒集团公司.上海20100 摘通过对某钢管厂从德国引进的1525BR圆孔型系统的主变形单机架轧制过程模拟，结 果为：在圆周方向上管子的等效塑性应变分布不均匀，存在着一定的附加变形，在辊缝位置处 的等效别性应变最大：经减径后管子沿圆周方向的壁厚分布不均匀，在银缝位置处的壁厚为最 大们，经叠加后产生内六方趋势.实际生产轧制试验验证了有限元模拟结果的正确性. 关键词张力减径：有限元：轧制过程模拟：壁厚预测 分类号TG335.71 无缝钢管的尺寸精度主要是指管子壁厚精 7.0,8.0,10,12,16mm8种规格的壁厚. 度.多年来，对张力减径的研究主要是对张力减 单机架轧制4,6,8,10,16mm壁厚管子有限 径纵向壁厚分布不均匀的研究剪.而对张力减 元模拟的等效塑性应变如图1,2,3,4,5所示. 径产生横向壁厚分布不均匀的研究不多，相关 由图中可以看出：(1)经减径后管子壁厚沿圆周 文献大都是对张力减径中产生内六方程度作定 方向的等效塑性应变分布非均匀性，减径过程 性讨论“).但是，在实际生产中张力减径对管 中管子产生一定程度的附加变形：在辊缝位置 子的横向壁厚精度产生重要的影响，特别是生 处的等效塑性应变最大，这是圆孔型的轧辊磨 产厚壁管时容易产生内六方缺陷. 损分布不均匀的根源所在.(2)随着管子壁厚的 根据对近几年来某140mm机组无缝钢管 增加，最大等效塑性应变的数值明显增大.(3)管 厂生产的规格统计，目前最常用的孔型系统为： 子的头部都有一段非稳定的变形区，这就是孔 152.5B0孔型系统和152.5BR孔型系统. 型轧制的轧件头部无外区影响引起头部非稳态 152.5B0孔型系统用于生产薄壁管，152.5BR孔 轧制的结果，其长度约为孔型半径的1.0-1.5倍. 型系统用于生产厚壁管.本文针对生产厚壁管 的I52.5BR孔型系统，采用MARC三维弹塑性 有限元软件进行有限元模拟. 有限元模拟的原理就是：把连续的实体离 散成有限个小的单元体，经集成和数值分析计 乳辊 算后，求得有限个单元体的数值解，从而得到整 个问题的近似解.在本文中有限元模拟采用的 是MARC三维弹塑性有限元软件， 辊缝位置 轧制方向 1轧制过程模拟的等效塑性应变分 孔型顶点位置 布 由于张力减径机组的相临机架间是呈60° 交叉布置的，因此，只取1/6的管子来模拟.目前 152.5BR孔型系统所生产管子的壁厚规格范围 图1152.SBR孔型轧制4mm管子等效塑性应变图 为416mm,在有限元模拟时选择4.0,5.0,6.0， Fig.1 Equivalent plastic strain of 4 mm wall thickness tube rolling with 152.5BR passes system 1999-07-13收稿 潘克云男。34岁，工程师，博士生DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 01. 035