小直径厚壁焊管成型有限元仿真分析.pdfVIP

焊管 ．第32卷第8期 ．2009年8月 ·35· ●应 用 与 开 发 小直径厚壁焊管成型有限元仿真分析 牛国仙，刘继英 (北方工业大学机电工程学院，北京 100144) 摘 要：利用非线性有限元仿真软件 Msc．Marc对小直径厚壁焊管的辊弯成型工艺过程进行 了模拟。分析了焊管壁厚的圆度误差分布，给出了外径不变与壁厚不变两种情况下误差的多 项式方程；总结了成型后壁厚的变化规律，找出了壁厚变化的峰值点。提出了依据壁厚变化规 律对轧辊原始外轮廓进行修正以减少壁厚误差的设想，为高精度焊管设计方法提供了新的理 论依据，为小直径厚壁焊管的生产应用做出了有益的探索。 关键词：小直径厚壁焊管；辊弯成型；有限元仿真；壁厚圆度误差 中图分类号：TG335．75 文献标志码 ：A 文章编号：1001—3938(2009)08—0035—05 FiniteElementSimulatjOilAnalysisofW eldedTube FormingwithSmallDiameterandTllickness NIUGuo—xian，LIU Ji—ying (SchoolofMechanical＆ElectronicalEngineering，NoahChina 劫e ofTechnology，Befiing100144，hCinaJ Abstract：Therollerbendformingprocessofsmalldiameterandthicknessweldedtubewassimulatedusingnonlinear finiteelementsoftwareMsc．Marc．Thethicknessroundnessdeviationwasanalyzed，thepolynomialequationwasgiven outunderthecondition ofdiameterandthicknessunchanged；thevariableprincipleaftertubeformingwassumma— rized，andthepeakvaluepointofthehticknessvariationwasgiven．Anewconceptionformodifyingtherolleroriginal externalprofiletoreducethicknessdeviationwasputofrwardaccordingtothicknessvariableprinciple．Th econclu- sionsprovidednew theoretical proofwithdesigninghigh—precisionweldedtube，andmadesomeexplorationintothe productionandapplicationofsmalldiameterandthickweldedtube． Keywords：smalldiameterandthicknessweldedtube；rollerbendfomr ing；finiteelementsimulation；thicknessround- nessdeviation 0 前 言 Msc．Marc对小直径厚壁焊管的辊弯成型工艺过 程进行了仿真分析，从数值模拟结果中总结了焊 小直径厚壁焊管广泛应用于汽车行业。由于 管壁厚的变化规律，并使用Matlab对模拟仿真结 焊管壁厚较厚，能消除泄漏和渗透及经受各种冲 果中的焊管内径进行了圆度误差分析，为小直径 击、振动及温度的变化，也适 于输送燃料 (如石 厚壁焊管的辊型设计提供了参考依据。 油)，用于海底输油管线、敷设电缆管线等。 笔者针对外径 ≤20mm，厚径 比(