旋轮拉轧工艺试验与有限元仿真

旋轮拉轧工艺成形件的残余应力较大,严重影响其使用寿命。针对此问题,使用ABAQUS/Explicit对旋轮拉轧过程进行有限元分析,采用单因素控制法,以Q235钢为研究对象,建立了旋轮拉轧的有限元数值模型,分析了应力形成过程及其分布规律,并且探究了不同进给比、压下量以及主轴转速对成形件三向残余应力的影响规律。通过试验数据与仿真结果对比,验证了仿真设置的准确性。结果表明:在旋轮拉轧过程中,旋轮与管坯接触处的应力最大,变形区的轴向应力表现为拉应力,切向应力表现为拉应力与压应力交替出现,径向应力表现为压应力;轧后成形件的三向(轴向、切向、径向)残余应力随着进给比、压下量以及主轴转速的增大而增大;仿真结果与试验结果之间的误差小于5%,从而验证了模拟结果的可靠性。