[发明专利]一种管材多辊矫直机矫后残余应力均布控制方法

说明书

本发明属于残余应力均布控制方法技术领域，具体涉及一种管材多辊矫直机矫后残余应力均布控制方法，包括下列步骤：S1、使用计算机与有限元软件，计算出矫直辊倾角α发生变化时，等待矫直的管材与矫直辊之间接触线的长度l₀以及接触线在管材横截面上的投影长度l_c；S2、将矫直辊倾角α与接触线的投影长度l_c代入下列方程式；S3、若上述方程式成立，α即为可使管材矫直残余应力均匀分布的矫直辊倾角大小；若上述方程式不成立，改变倾角α与相邻高应力螺旋带的重叠量Δ值，使方程式再次成立。本发明可以使矫直残余应力较为均匀的分布于管材表面，降低其二次弯曲程度。本发明用于管材残余应力的均布。

技术领域

本发明属于残余应力均布控制方法技术领域，具体涉及一种管材多辊矫直机矫后残余应力均布控制方法。

背景技术

管材在轧制、挤压、拉拔、运输、冷却等环节中常因外力作用、温度变化以及内力消长而出现弯曲、扭曲、截面圆度超标等缺陷，影响管材后续使用。为了获得质量优异的管材成品，必须使其纵向纤维或横向截面由曲变直，而斜辊矫直机是管材生产厂家对其精整最为有效的关键设备。

残余应力对管材的使用可靠性和性能有着重要影响，也是衡量矫直质量的一个重要指标。当前，管材矫后的表面残余应力一般呈现有规律的螺旋状分布，如图1所示，一条是因与矫直辊接触而产生的高应力螺旋带4，另一条则是相邻高应力带间的低应力螺旋带5。这种残余应力不均匀分布容易导致管材二次弯曲，因此，在管材矫直过程中应该设法使其表面残余应力均匀分布，以降低因残余应力不均而导致的管材二次弯曲。

发明内容

针对上述残余应力不均匀的技术问题，本发明提供了一种效率高、可靠性强的管材多辊矫直机矫后残余应力均布控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种管材多辊矫直机矫后残余应力均布控制方法，包括下列步骤：

S1、使用计算机与有限元软件，计算出矫直辊倾角α发生变化时，等待矫直的管材与矫直辊之间接触线的长度l₀以及接触线在管材横截面上的投影长度l_c；

S2、将矫直辊倾角α与接触线的投影长度l_c代入下列方程式：

所述Δ为相邻高应力螺旋带的重叠量，所述L为矫直辊的间距；

S3、若上述方程式成立，α即为可使管材矫直残余应力均匀分布的矫直辊倾角大小；若上述方程式不成立，改变倾角α与相邻高应力螺旋带的重叠量Δ值，使方程式再次成立的α即为可使管材矫直残余应力均匀分布的矫直辊倾角大小。

所述S1中接触线的长度l₀以及接触线在管材横截面上的投影长度l_c的计算公式为：

所述m为接触线上单元节点的数目，所述x_i，y_i，z_i分别为第i个节点在x，y，z轴的坐标值，所述d为待矫管材的直径。

所述接触线的长度l₀不低于矫直辊的长度L_g的50％，所述接触线的截面投影长度l_c需要满足下列不等式：

所述N_R为矫直机上矫直辊的数目。

所述S2中改变倾角α与相邻高应力螺旋带的重叠量Δ值的方法为：所述倾角α通过倾角调节装置调整，所述重叠量Δ值通过倾角调节装置和上辊升降装置共同调整。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：