Моделирование процесса профилирования многогранных труб с целью его совершенствования и выбора параметров стана
Диссертация
Настоящая работа представляет собой результат проведенных исследований, которые направлены на совершенствование процессов получения многогранных профильных труб и выбору параметров станов, учитывающих особенности этого процесса. В работе рассмотрены способы профилирования труб и оборудование, имеющие на настоящий момент наиболее широкую применимость, сортамент получаемых на этой основе изделий… Читать ещё >
Содержание
- 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ. МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
- 1. 1. Сортамент профильных труб
- 1. 2. Способы получения профильных труб
- 1. 3. Оборудование для профилирования труб
- 1. 3. 1. Оборудование для волочения труб
- 1. 3. 2. Оборудование для производства профильных труб формовкой из листа
- 1. 4. Требования к качеству, виды брака
- 1. 5. Существующие методы теоретического исследования параметров очага деформации при профилировании труб
- 1. 5. 1. Волочение
- 1. 5. 2. Формовка профильных труб из листа
- 1. 6. Постановка задач исследования
- Выводы
- 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ
- 2. 1. Геометрические модели при волочении и особенности процесса получения многогранных труб
- 2. 2. Основные уравнения, описывающие напряженно-деформированное состояние при профилировании
- 2. 2. 1. Модель среды
- 2. 2. 2. Расчет степени использования запаса пластичности
- 2. 3. Выбор метода исследования напряженно-деформированного состояния при волочении
- 2. 4. Конечно-элементная модель очага деформации
- 2. 5. Методика расчета степени использования ресурса пластичности при формовке профильных труб из листа
- Выводы
- 3. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОФИЛИРОВАНИЯ ТРУБ
- 3. 1. Диапазон варьируемых параметров
- 3. 2. Рациональная геометрия волочильного канала
- 3. 3. Влияние варьируемых параметров на формоизменение трубы
- 3. 4. Напряженно-деформированное состояние металла при профилировании волочением
- 3. 4. 1. Давление на инструмент
- 3. 4. 2. Интенсивность деформации
- 3. 4. 3. Показатель напряженного состояния
- 3. 4. 4. Степень использования запаса пластичности
- 3. 5. Профилирование труб с использованием проталкивания, подпора и противонатяжения
- 3. 6. Анализ использования ресурса пластичности при формовке профильных труб из листа
- Выводы
- 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ
- 4. 1. Цели и задачи эксперимента
- 4. 2. Аппаратура экспериментального исследования и методика его проведения
- 4. 2. 1. Подготовка образцов труб для эксперимента
- 4. 2. 2. Статистическая обработка результатов эксперимента
- 4. 2. 3. Методика определения напряженно-деформированного состояния по измерению твердости
- 4. 3. Результаты экспериментальных исследований
- 4. 4. Рекомендации по совершенствованию технологических процессов
- 4. 5. Разработка технологических линий по профилированию труб
- Выводы
- Заключение 170 Библиографический
- список
- Приложения
Список литературы
- Данченко В.Н., Сергеев В. В., Никулин Э. В. Производство профильных труб. — М.:Интермет Инжиниринг, 2003. 224 с.
- Шурупов А.К., Фрейберг М. А. Производство труб экономичных профилей. Свердловск: Металлургиздат, 1963. — 296 с.
- Zdunkiewicz М. Фасонные трубы как конструкционные элементы // Przegl.mech. 1968. т.27. — № 22. — с.687−689.
- Семенова Н.В., Паршин С. В. Анализ способов производства профильных труб. Межвузовский международный сборник научных трудов «Обработка сплошных и слоистых материалов», вып. 30, Магнитогорск, 2004. с.87−97.
- Gajdorus О. Применение роликовых волок при волочении квадратных и прямоугольных профилей // Hutn. listy, 1977. -т.32, № 1. -с.28−32.
- Потапов И.Н., Коликов А. П., Друян В. М. Теория трубного производства. М.:Металлургия, 1991. — 424 с.
- Технология трубного производства / Данченко В. Н., Коликов А. П., Романцев Б. А. и др. — М.:Интермет Инжиниринг, 2002. 640 с.
- Технология производства труб/ Потапов И. Н., Коликов А. П., Данченко В. Н. и др. М.:Металлургия, 1994. — 528 с.
- Яковлев В.В., Шуринов В. А., Балявин В. А. Волочение прямоугольных труб на подвижной оправке. М.: 1965. 6 с. Деп. в «Черметинформация». 13.05.85, № 2847.
- Ю.Патент ГДР 70 844 МПК6, кл. 7Ь, 9/01 (В21с). Способ и устройство для профилирования тонкостенных труб/ Шёнк К. X. и др. Опубл. 1970.
- П.Чекмарев А.П.- Калужский Б. В. Гнутые профили проката. М.:Металлургия, 1974. 264 с.
- Производство гнутых профилей / Тришевский И. С., Юрченко А. Б., Марьин B.C. и др. М.:Металлургия, 1982. — 384 с.
- З.Данилов Ф. А., Глейберг А. З., Балакин В. Г. Горячая прокатка и прессование труб. М.: Металлургия, 1972. 576 с.
- Прессование стальных труб и профилей / Гуляев Г. И., Притоманов Е. А., Дробич О. П. и др. М.: Металлургия, 1973. — 193 с.
- Новый способ изготовления многореберных труб / Носаль В. В., Козлов Б. Н., Азаренко Б. С., и др. М.:Машины и агрегаты металлургического производства, 1984. -с.47−53.
- Березовский С.Ф. Производство гнутых профилей. М.: Металлургия, 1985.-200 с.
- Каменецкий Б.И., Резер А. И., Богатов А. А. Гидравлическая формовка сложных полых изделий. В сб.: «Достижения в теории и практике трубного производства», ЕкатеринбурпУГТУ—УПИ, 2004. -с.427—435.
- Перциков З.И. Волочильные станы. М.:Металлургия, 1986. -208 с.
- Совершенствование процессов и оборудования для производства холоднодеформированных труб / Шевченко А. А., Резников Е. А., Ляховецкий Л. С. и др. М.:Металлургия, 1979. — 240 с.
- Технология и оборудование трубного производства / Осадчий В. Я., Вавилин А. С., Зимовец В. Г. и др. М.:Интермет Инжиниринг, 2001. -608 с. й
- Тришевский И.С., Докторов М. Е. Теоретические основы процесса профилирования. М.:Металлургия, 1980. -288 с.
- Смирнов В.К., Шилов В. А., Инатович Ю. В. Калибровка прокатных валков. М.:Металлургия, 1987. 368 с.
- Губашов Б.Н. Исследование деформаций, энергосиловых и кинематических параметров при ' прокатке квадратных и прямоугольных труб: Дисс. канд.техн.наук -Свердловск, 1971. — 151 с.
- Матвеев Ю.М., Самарянов Ю. В., Губин А. И. Рациональная технология производства профильных труб на многоклетевом стане // Сталь, 1972. -№ 5. с.438−440.
- Кириченко А. Н. Расчет калибровок валков для горячей прокатки труб треугольного и шестиугольного сечения // Металлургия икоксохимия, 1968.-№ 12.-е. 114−118. «
- Рациональная калибровка валков многоклетьевых станов для производства труб прямоугольного сечения / А. И. Дорохов, П. В. Савкин, Н. М. Колповский и др. // Технический прогресс в трубном производстве. М.: Металлургия, 1965. —с. 186−195.
- Токарев К. А. Калибровка валков для производства прямоугольных и овальных электросварных труб // Производство труб / Сб. ВНИТИ. Вып. 15.—М.: Металлургия, 1965. с. 47−50.
- Производство профильных стальных труб // Metallhandwerk Techn.1977. В. 79. № 8. S. 483−484. «
- Патент 1 267 303 Франция, кл. B21d. Способ и устройство для профилирования труб / Kurt Berger. Опубл. 1961.
- Патентная заявка 51−30 481 Япония, кл. 12С231.2 (В21Ь23/00). Способ изготовления бесшовных труб прямоугольного сечения / Нисида Синьити, Хигасияма Хироеси. Опубл. 1977.
- Патент 48−121 502 Япония, кл. В21Ь 17/02. Производство бесшовных труб квадратного сечения / Янагимото Сомон, Кавахарата Дзицу и др. -Опубл. 1980.
- Розов Н.В. Производство труб. Справочник. М.:Металлургия, 1974. — 598 с.
- Осадчий В.Я., Степанцов С. А. Особенности деформации при изготовлении профильных труб прямоугольного и переменного сечения // Сталь, 1970, № 8, с. 112.
- Дорохов А.И. Изменение периметра при волочении фасонных труб // Бюл.науч.-техн. информ. УкрНИТИ, 1959, № 6, с.83−94.
- Перлин И. Л, Ерманок М. З. Теория волочения. М.: Металлургия, 1971. 448 с.
- Юхвец И.А. Волочильное производство. М.: Металлургиздат, 1965. — 375 с.
- Орро П.И., Дорохов А. И. Изготовление труб сложных фасонных профилей // Бюллетень научно технической информации УкрНИПИ. -1959, № 6−7.
- Дорохов А.И. Осевые напряжения при волочении фасонных труб без оправки. Труды УкрНИТИ, Металлургиздат, 1959, № 1.
- Швейкин В.В., Славин В. Б. Усилия при проталкивании профильных труб // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1965. № 6. — с.89−96.
- Колмогоров В.Л. Тяговое усилие при изготовлении профильных труб волочением// Технология производства черных металлов: Тр. Уральского науч. исслед. ин-та черных металлов. — Свердловск: Металлургиздат, 1963, т.2. — с. 161−172.
- К расчету калибровки инструмента и тяговых усилий при волочении профилей, отличных от круглых// П. И. Полухин, Г. Я. Гун, В. П. Полухин и др.// Сб. тр. МИСиС, 1967. № 42. — с. 16−21.
- Смирнов—Аляев Г. А., Гун Г. Я. Основы теории непрерывной формовки в профилегибочных станах // Изв. Вузов. Черная металлургия, 1962. -№ 11.-с. 99−105.
- Смирнов-Аляев Г. А., Гун Г. Я. К теории конечных пластических деформаций листового материала // Изв. Вузов. Черная металлургия, 1962.-№ 9. -с.150−153.
- Рымов В.А., Полухин П. И., Потапов И. Н. Совершенствование производства сварных труб. М.: Металлургия, 1983. — 312 с.
- Матвеев Ю.М., Халамез Е. М., Зелёный И. Н. Энергосиловые параметры непрерывных трубоформовочных станов. Челябинск: кн. изд-во, 1969. 108 с.
- Смирнов—Аляев Г. А., Чикидовский В. П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. Л. Машиностроение, 1972.-360 с.
- Малинин Н.И., Ширшов А. А. Исследование больших пластических деформаций при пластическом изгибе полосы с учетом упрочнения. //Изв. вузов. Машиностроение, 1965. — № 2. — с. 165−172.
- Малинин Н.И. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1968. 400 с.
- Сторожев М.В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. М.:Машиностроение, 1977. -423 с.
- Сафонов М.Ф., Щемшурова Н. Г., Антипанов В. Г. Профили высокой жесткости. Магнитогорск, 1996. — 80 с.
- Богоявленский К.Н., Григорьев А. К. Об исходных предпосылках рациональной калибровки валков профилегибочных станов // Обработка металлов давлением. Сб. науч. тр., М.-Л.:Машгиз, 1963. -№ 22.-с. 140−147.
- Колмогоров B.JI. Напряжения. Деформации. Разрушение. -М.:Металлургия, 1970. 229 с.
- Богатов А.А., Мижирицкий О. И., Смирнов С. В. Ресурс пластичности при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1984.
- Теория обработки металлов давлением: Вариационные методы расчета усилий и деформации/ И .Я. Тарновский, А. А. Поздеев, О. А. Ганаго и др.: Под ред. И. Я. Тарновского. М.:Металлургиздат, 1963.-672 с.
- Качалов JI.M. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969. — 420с.
- Соколовский В.В. Теория пластичности — М.: Высшая школа, 1969. — 608 с.
- Колмогоров В.Л., Орлов С. И., Колмогоров Г. Л. Гидродинамическая подача смазки. М.:Металлургия, 1975. 256 с.
- Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.:Металлургия, 1967.
- Богатов А.А., Смирнов С. В., Колмогоров В. Л. Изучение особенностей деформируемости металла при многооперационнойхолодной деформации с промежуточными отжигами// Изв. ВУЗов, Черная металлургия, 1979. № 12. -сЛЗ^б.
- Смирнов С.В., Богатов А. А., Колмогоров B.JI. ФММ, 1980. — т.49, № 2, — с. З 89−393.
- Богатов А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2003. 283 с.
- Гун Г. Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. М.:Металлургия, 1983. — 352 с.
- Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. М.:
- Металлургия, 1986. — 686 с. «
- Секулович М. Метод конечных элементов / Пер. с серб. Ю. Н. Зуева М.:Стройиздат, 1993. 664 с.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ., М.:Мир, 1984.-428 с.
- Gadala M.S., Wang J. Simulation of Metal Forming Processes with Finite Element Methods/ International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1999, vol.44,-pp.1397−1428.
- Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ., М.:Мир, 1981.-304 с.
- McMeeking R.M., Rice J.R. Finite Element Formulations for Problems of Large Elastic-Plastic Deformation/ International Journal of Solids and Structures, 1975, vol. 121, pp.601−616.
- Bonet J., Wood R.D. Nonlinear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis, Cambridge University Press, 1997.
- Оден Дж. конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред: Пер. с англ., М.:Мир, 1976, 463 с.
- Карамышев А.П., Некрасов И. И., Паршин С. В. Математическое моделирование процессов упругого нагружения методом конечных элементов: Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. 98 с.
- Lashkari M. COSMOS User Guide. Stress, Vibration, Buckling,
- Dynamics, Fluid, Electromagnetic and Heat Transfer Analysis. (Release
- Version 1.6), 1990.-184 p. t
- White J.L., Todd E.S. Normal Modes Vibration Analysis of the JT98/747 Propulsion System. Journal of Aircraft, 1978. v. l 5. — №J.
- Городецкий C.A., Завороцкий В. И., Лантух-Лященко А.И., Рассказов А. О. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений. М.:Транспорт, 1981. 143 с.
- Altan Т., Oh S. CAD/CAM of Tooling and Process for plastic working// Advanced Technology of Plasticity, v.l. Tokyo, Japan, 1984. p.531−544.
- Басов K.A. ANSYS в примерах и задачах/ под общ.ред.
- Д.Г.Красковского. М.: Компьютер Пресс, 2002. 224 с. «
- Комратов Ю.С., Лехов О. С. Совершенствование производства проката в условиях НТМК. Екатеринбург: Изд-во «Банк культурной информации», 2002. 384 с.
- Харитонов В.В., Смирнов С. В., Вычужанин Д. И., МКЭ расчет изменения толщины стенки трубы при безоправочном волочении. В сб. «Достижения в теории и практике трубного производства», Екатеринбург, 2004. — с. 135−139.
- Восканьянц А.А., Иванов А. В., Панов Е. И. Исследования процесса холодной поперечно — винтовой прокатки на трехмерной конечно-элементной модели. В сб. «Непрерывные процессы обработки давлением». М.:МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004.
- Расчетные работы и инженерный консалтинг. Проспект фирмы «CADFEM». Сб. Расчеты. 2002. № 4.
- Готлиб Б.М., Добычин И. А., Готлиб М. Б. Автоматизированные кузнечно—прессовые комплексы, (опыт создания и эксплуатации). Екатеринбург: Изд. УрГУПС, 1998. 647 с.
- Дмитриев A.M., Воронцов A.M. Об использовании метода конечных элементов. В сб. «Непрерывные процессы обработки давлением». М.:МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004.
- Контактное трение в процессах обработки металлов давлением./Леванов А.Н., Колмогоров В. Л., Буркин С. П. и др. М.:4
- Металлургия, 1976. — 416 с.
- Грудев А.П., Зильберг Ю. В., Тилик В. Т. Трение и смазка при обработке металлов давлением. М.:Металлургия, 1982. 312 с.
- Пластичность и разрушение/ под ред. В. Л. Колмогорова. М.:Металлургия, 1977. 336 с.
- Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1972. —215 с. 8 7. Математическая статистика/В.Н.Иванова, В. Н. Калинина, Л.А.
- Нешумова и др. М.: Высшая школа, 1981. 371 с. «
- Смирнов Н.В. Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М.:Наука, 1965 -512 с.
- Фридман Я.Б. Механические свойства металлов, т.1. Деформация и разрушение. М.:Машиностроение, 1974. -472 с.
- Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М. Машиностроение, 1971. 200 с.
- Липкин Я.Н., Штанько В. М. Химическая и электрохимическая обработка стальных труб. М.:Металлургия, 1982. — 256 с.
- Современное состояние мирового производства труб / Крупман Ю. Г., Ляховецкий Л. С., Семенов О. А. и др. М.:Металлургия, 1992. 353 с.
- Паршин С.В., Семенова Н. В. Поточная линия для производства профильных труб. Евро-азиатская промышленная выставка. Екатеринбург, 2005.