斜軋穿孔的案例
simufact.forming管材加工（穿孔斜軋/三輥軋管/芯棒拔長）模擬講座
大家都知道，常見的管材加工方式有連鑄連軋、穿孔斜軋及芯棒拔長。高性能管材的精加工一般通過減徑減壁軋制，兩輥的三輥的都有。方式各不相同。本次講座主要結合simufact.forming軟件對穿孔斜軋、三輥軋管及芯棒拔長等三種工藝的模擬仿真需要注意事項進行講述。
首先給出這三個案例的cad模型，大家有興趣的可以自己動手做一做。
3roller tube roll.rar
rotary piercing.rar
shell forge.rar
一、穿孔斜軋模擬注意事項
鋼管的穿孔斜軋示意圖如圖所示，原始坯料為圓柱體鋼棒，上下兩個傾斜軋輥主動旋轉，后方推料板推動坯料前進，咬入后靠軋輥旋轉帶動坯料進給，坯料前端有一個子彈頭似穿孔芯模，一般芯模中要通冷卻水，如果模型做的精確一些，可以把子彈頭芯模也劃分網格，考慮為變形體，中間設置一個物體，模擬冷卻水的作用，進行換熱，這樣可以分析子彈頭芯模的應力。這里為了模型的簡化，就直接考慮成剛體了。左右兩邊還有兩個擋板，起到支撐坯料的作用。
運動分析：推板推動坯料往前進的平動（設置彈簧實現），上下兩個軋輥的主動旋轉（定義旋轉軸和轉速），中間子彈頭芯模的被動旋轉（定義被動旋轉邊界條件）這里對于如何設置這些運動和旋轉就不做詳細講解了。可以參考以前我的帖子：simufact強力旋壓模擬教程http://forums.caenet.cn/showtopic-507999.aspx
我們主要對穿孔斜軋仿真建模時需要注意的地方，或者說與其它工藝模擬，設置不同的地方。
需要注意的有一下幾個地方：
1、中間子彈頭芯模的被動旋轉邊界條件設定，定義局部坐標系后，始終是局部坐標系的Z軸。
展開 smufact管材穿孔斜軋模擬
穿孔斜軋的模擬一直是個難題，主要是網格的重劃分及計算時間。相關的旋轉設置在網格和計算時間面前都是小兒科了，以往計算一個題單cpu計算可能需要一個月，前段時間稍微研究了一下simufact軟件里面自帶的一個穿孔的案例。并且放到工作站上做了一下計算。8核并行，一晚上就算完了。把相關的文件發上來給大家共享。希望能幫助廣大初學者。請教了一下專門做穿孔斜軋的老師，他說simufact里面的這個案例和實際的工藝有點不一樣，主要是開始的坯料不一樣，實際中的坯料就是一根圓棒，大家可以看到，在simufact的這個案例中，坯料前端還有倒角。廢話不說了，先上圖，在上動畫。還是和以往一樣，已經建立好的模型在附件中。
rolling.rar
建立的模型示意圖
共劃分11000多六面體單元，采用ringmesh網格劃分器
動畫如下。兩個軋輥主動運動，轉速：70轉/分，推料板施加彈簧推動棒料往前運動一小段，咬入后棒料便靠摩擦力驅動旋轉著向前運動。芯模因為和坯料接觸而被動旋轉。
展開 無縫鋼管如何生產的，真是燒紅了硬懟出來的
無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管，然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。
無縫鋼管生產有近100年的歷史。德國人曼尼斯曼兄弟于1885年首先發明二輥斜軋穿孔機，1891年又發明周期軋管機，1903年瑞士人施蒂費爾（R.C.Stiefel）發明自動軋管機（也稱頂頭式軋管機），以后又出現了連續式軋管機和頂管機等各種延伸機，開始形成近代無縫鋼管工業。20世紀30年代由于采用了三輥軋管機。
擠壓機、周期式冷軋管機，改善了鋼管的品種質量。20世紀60年代，由于連軋管機的改進和三輥穿孔機的出現，特別是應用張力減徑機和連鑄坯的成功，提高了生產效率，增強了無縫管與焊管競爭的能力。
20世紀70年代，無縫管與焊管正并駕齊驅，世界鋼管產量以每年 5％以上的速度遞增。1953年后，我國重視發展無縫鋼管工業，已初步形成軋制各種大、中、小型管材的生產體系。銅管一般也采用錠坯斜軋穿孔、軋管機軋制、盤管拉伸工藝。
來源：制造原理、騰訊視頻、金屬加工
展開 關于無縫鋼管，你知道多少？
無縫鋼管是用鋼錠或實心管坯經穿孔制成毛管，然后經熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，是一種經濟截面鋼材，廣泛用于制造結構件和機械零件，如石油鉆的鋼腳手架等。
無縫鋼管發展歷史
無縫鋼管生產有近100年的歷史。
德國人曼尼斯曼兄弟于1885年首先發明二輥斜軋穿孔機，1891年又發明周期軋管機，1903年瑞士人施蒂費爾（R.C.Stiefel）發明自動軋管機（也稱頂頭式軋管機），以后又出現了連續式軋管機和頂管機等各種延伸機，開始形成近代無縫鋼管工業。
20世紀30年代由于采用了三輥軋管機、擠壓機、周期式冷軋管機，改善了鋼管的品種質量。60年代由于連軋管機的改進，三輥穿孔機的出現，特別是應用張力減徑機和連鑄坯的成功，提高了生產效率，增強了無縫管與焊管競爭的能力。70年代無縫管與焊管正并駕齊驅，世界鋼管產量以每年 5％以上的速度遞增。
中國1953年后重視發展無縫鋼管工業，已初步形成軋制各種大、中、小型管材的生產體系。銅管一般也采用錠坯斜軋穿孔、軋管機軋制、盤管拉伸工藝。
無縫鋼管的用途及分類
用途：無縫鋼管是一種經濟斷面鋼材，在國民經濟中具有很重要的地位，廣泛應用于石油、化工、鍋爐、電站、船舶、機械制造、汽車、航空、航天、能源、地質、建筑及軍工等各個部門。
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最新 | DEFORM V12-13+新功能簡介
1.5 新增斜軋穿孔工藝模塊
新增斜軋穿孔工藝模塊主要用于無縫鋼管的斜軋穿孔成形過程分析，模板采用流程化操作，主要可采用LAE法計算穿孔過程，避免傳統lagrange法網格大變形引起的畸變，快速計算成形結果，使用簡便。同時可采用顯式或隱式求解器，3D全模型或對稱模型，軋輥實現參數化自動定位。
1.6 新增電磁成形工藝
新增電磁成形工藝通過耦合塑性變形及電磁場計算結構在電磁力作業下的變形。采用BEM法結合電磁成形算法實現電流參數、線圈設計、成形定位等參數的優化分析。
1.7 新增攪拌摩擦焊工藝
攪拌摩擦焊工藝以往采用lagrange法計算摩擦生熱焊合過程，此方法往往引起單元極大變形而難以計算。新的攪拌摩擦焊算法將采用ALE算法更加快速方便地進行計算。ALE算法避免了單元大變形引起的不斷細化問題，大大降低了攪拌摩擦焊的計算難度和計算耗時。
1.8 新增振動摩擦焊工藝
DEFORM早期版本在摩擦焊方面已經有不少應用，新版本推出基于壓力及正弦周期運動方式的振動/線性摩擦焊工藝分析功能，振動參數模型涉及振動時施加的壓力、振幅及頻率。振動摩擦焊工藝可分析焊接焊縫及飛邊形態、溫度場等結果，從而實現振動工藝參數的優化。
1.9 新增擴散焊工藝
新增擴散焊工藝功能能夠模擬不同金屬在高溫加壓條件下的擴散焊接現象。通過輸入材料壓力-溫度及擴散時間數據（可實驗獲取）以及擴散壓力、時間及溫度條件，可計算不同結構不同類型金屬的擴散焊結果如擴散率等。
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