РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВАЛЬЦЕВОЙ ФОРМОВКИ С ЦЕЛЬЮ МИНИМИЗАЦИИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИИ ЗАГОТОВКИ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ

Яков Евгеньевич Залавин

Аннотация


В настоящее время рынок труб большого диаметра (ТБД) развивается в условиях переизбытка производственных мощностей, что ставит производителей труб данного сегмента в условия жесткой конкуренции. Морские переходы, зоны повышенной сейсмической активности, высокое рабочее давление трубопроводов определяют высокие требования к прочностным, геометрическим и эксплуатационным характеристикам труб. Повышение точности размеров труб большого диаметра является актуальной задачей для большинства производителей данной продукции. Одним из способов повышения точности труб является минимизация неравномерности деформации в поперечном сечении трубы после формообразующих операций. Процесс вальцевой формовки (TRB) обладает преимуществом в сравнении с наиболее распространенным на предприятиях процессом шаговой формовки (JOE) по энергоемкости и постоянству кривизны основной части периметра. При производстве ТБД способом вальцевой формовки неравномерность деформации локализуется в области перехода от плоского участка к основному периметру. Для снижения неравномерности деформации вращение валков в начале прохода выполняется одновременно с перемещением верхнего валка. Для корректной реализации данной технологии требуется методика расчета величины погружения на заданный радиус на стадии перемещения верхнего валка. В статье представлены результаты численного эксперимента по определению кривизны заготовки на стадии перемещения верхнего валка. По результатам эксперимента построена регрессионная модель формирования кривизны и приведен алгоритм расчета перемещения. Полученная регрессионная модель с достаточной точностью позволяет рассчитывать величину погружения, что подтверждается результатами конечно-элементного моделирования. Результаты работы могут быть полезны для практической реализации и использованы как для составления технологических карт формовки, так и для построения конечно-элементных моделей.

Ключевые слова


трубы большого диаметра; вальцевая формовка; неравномерность деформации; валки; моделирование; метод конечных элементов; планирование эксперимента; регрессия

Полный текст:

PDF

Литература


Averkiev Yu.A., Averkiev A.Yu. Tekhnologiya kholodnoy shtampovki [Cold stamping technology]. Moscow, Machine building Publ., 1989. 304 p.

Makhutov N.A., Neganov D.A., Studenov E.P. [Effect of pipe expansion on the redistribution of residual stresses after molding]. Science and technology of pipeline transport of oil and oil products, 2020, vol. 10, no. 2, pp. 122–126. (in Russ.)

Smirnov M.A., Pyshmintsev I.Yu., Varnak O.V., Struin A.O. Strain aging of low-carbon pipeline steel. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2013, vol. 13, no. 1, pp. 129–133. (in Russ.)

Lyaskovsky A.A. [Pipe production technology in the conditions of JSC “ZTZ”]. Pipes-2018: Proceedings of the XXII Scientific and Practical Conference. Part 1, 2018, pp. 97–101. (in Russ.)

Popov E.P. Teoriya i raschet gibkikh uprugikh sterzhney [Theory and calculation of flexible elastic rods]. Moscow, Nauka Publ., 1986. 296 p.

Zhigulev G.P., Skripalenko M.N., Fadeev V.A., Skripalenko M.M. [Modeling of the deformation zone when forming a sheet blank on a three-roll bending machine]. Metallurgist, 2020, no. 4, pp. 66–70. (in Russ.)

Ilyichev V.G., Zalavin Ya.E. [Technological features and reserves for improving the geometric characteristics during roll forming of billets for large diameter pipes]. Steel, 2016, no. 1, pp. 32–35. (in Russ.)

Moshnin, E.N. Gibka i pravka na rotatsionnykh mashinakh [Bending and straightening on rotary machines]. Moscow, Mechanical Engineering Publ., 1967. 269 p.

Lysov M.I. Teoriya i raschet protsessov izgotovleniya detaley metodami gibki [Theory and calculation of processes for manufacturing parts by bending methods]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1966. 236 p.

Nesterov G.I., Samusev S.V., Nesterov D.V. [Determination of the settings for the bending roll machine]. Izv. vuzov. World Cup, 2002, no. 11, pp. 33–36. (in Russ.)

Shinkin V.N. [Elastoplastic deformation of a metal sheet on three-roll rollers]. Young Scientist, 2015, no. 13, pp. 225–229. (in Russ.)

Zalavin Ya.E., Ilyichev V.G. [Methods for calculating the parameters of forming sheet blanks in a three-roll bending machine]. Pipes-2016: Proceedings of the XXII Scientific and Practical Conference. Part 2, 2016, pp. 190–192. (in Russ.)

Fisher R.A. The Design of Experiments. 9th ed. Hafner Press, 1971. 256 p.

Adler Yu.P., Markova E.V., Granovsky Yu.V. Planning an experiment in the search for optimal conditions. Moscow, Nauka Publ., 1976. 269 p.

Antony J. Design of Experiments for Engineers and Scientists. Elsevier, 2014. 155 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met200403

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share