针对典型尺寸的钢管,通过改变相关参数,仿真分析了轧辊压下量,摩擦系数和钢管壁厚等参数与轧制力的关系;定径过程中,咬入和稳定轧制时钢管内应力- 应变的变化规律;钢管内金属的流动和弹复行为等。

壁厚为22 mm、缩径量为0135 %、摩擦系数为015 时,钢管抛出前的典型应力2应变云图。可直观地看出:在定径过程中,由于加力方向及水平辊和垂直辊之间“间隙”的存在,金属的周向流动主要流向两辊的交界处。,轧辊压下后,钢管内应力达到了屈服极限,所以钢管通过轧辊后即使发生弹复,但仍存在塑性应变,可起到缩径作用。

钢管通过轧辊弹复后外表面沿圆周方向的位移分布。其中,表明钢管通过轧辊弹复后,前端面最外缘。钢管通过轧辊弹复后,前端面最外缘上节点在x 方向的位移曲线。可见位移变化不均匀。

缩径量为0135 %、摩擦系数为015 时,轧制力与钢管壁厚的关系。壁厚为22 mm ,摩擦系数为015 时,轧制力与轧辊压下量(缩径量) 的关系。缩径量为0135 % ,钢管壁厚为22 mm时,轧制力与摩擦系数的关系。这里参数为两个阶段中两个随机时刻。

可以得出,无论是垂直轧制力还是水平轧制力,随壁厚和缩径量的增大均为递增趋势,且咬入时轧制力最小,逐渐增大。稳定轧制时轧制力最大并趋于平稳。由于压下量和壁厚较小,轧制力和壁厚基本上呈线性关系。另外,咬入时轧制力随摩擦系数增加而增大,稳定轧制时轧制力基本不受摩擦系数的影响。