在某些特殊工业领域,通常需要充分利用精密不锈钢管的冷变形加工硬化特性满足使用的特殊要求。冷旋压是一种特殊的冷变形加工方式,多道次的精密不锈钢管冷旋压加工往往需要中间去应力退火,工序繁多,作业效率低。为了有针对性地安排好冷旋压加工工艺规程,获得较好的加工结果,有必要对冷旋压加工过程中的变形情况和温度场进行有限元模拟,为精密不锈钢管冷旋压生产工艺规程的确定提供依据。研究者对精密不锈钢管建立了比较符合实际工况的有限元模型,考虑模具完全冷却的情况下,施加了对流和传到热边界条件,计算成型过程中精密不锈钢管的变形和温度场分布情况。
在施压的过程中,在旋轮集中变形区域会产生材料突起现象,并非像三辊行星轧制那样出现明显的三角效应。由于旋压是三旋轮错距旋压,三个轮先后接触毛坯,每个轮接触毛坯的时候由于加工进给,导致周向旋轮不能全部接触毛坯表面。在三向应力状态下,横向变形和轴向变形都受到相应的限制,金属从旋轮的间隙流出部分,材料的流动没有受到限制,断面形状一直保持圆形。有效地分析变形效应有助于研究三选轮错距旋压的变形机理和旋压管材的质量。瞬间接触区域较大,三旋轮错距旋压轧制过程中摩擦生热和塑性变形热能迅速累积,坯料温度在几秒的时间内迅速升高,升温的速度远远大于与外界的交换散热速度。三旋轮错距旋压是瞬间塑性功积累生成高温的过程,通过模拟分析可以掌握精密不锈钢管旋压成形温度快速升高的原因和机理。
通过对三旋轮错距旋压施加热对流和热传导条件以后,使有限元模拟过程更加贴切实际,模拟结果也更加符合实际。通过对错距旋压变形和温度场的分析,比较真实地反应了实际情况,对精密不锈钢管旋压加工工艺参数的设定有一定的借鉴意义。(zc)
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