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专利号: 2022116173753
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轧机孔型设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,确定轧前管坯的直径Da、壁厚Ha和轧后成品管直径Db、壁厚Hb的数值;

步骤2,通过以下第一公式计算管坯压下段总的等效应变值εd:第一公式中:

εz为管坯的轴向主应变;

εj为管坯的径向主应变;

εc为管坯的周向主应变;

εd为管坯压下段总的等效应变值;

步骤3,通过单向压缩实验确定管坯材料的应力应变关系σ(ε);

步骤4,将管坯压下段沿长度Lp方向n等分,n为40‑60;

步骤5,使管坯压下段划分的最后截面处的应变值等于总的等效应变值,并对应力应变曲线积分求得应变能密度κ;

步骤6,通过以下第二公式计算各截面的应变能密度变化值Δκi:第二公式中:

Δκ1为第1次管坯变形时某截面的应变能密度变化值;

Δκ2为第2次管坯变形时某截面的应变能密度变化值;

Δκ3为第3次管坯变形时某截面的应变能密度变化值;

Δκx为第x次管坯变形时某截面的应变能密度变化值;

εx为管坯压下段x截面处管坯的等效应变值;

步骤7,计算管坯压下段x处的等效应变值εx;

步骤8,通过以下第三公式计算管坯压下段x处的管坯厚度Hx第三公式中:

Dx为管坯压下段x截面处的孔型直径;

Hx为管坯压下段x截面处管坯的壁厚;

步骤9,确定芯棒的形状并通过以下第四公式计算管坯压下段x处的芯棒直径dx:第四公式中:

dx为管坯压下段x截面处的芯棒直径;

d0为芯棒圆柱段直径;

Δd为工作段长度L方向上芯棒直径的总改变量;

步骤10,通过以下第五公式计算管坯压下段x处的孔型直径Dx:Dx=dx+2Sx,进而确定出轧辊的孔型曲线。

2.根据权利要求1所述的一种轧机孔型设计方法,其特征在于,步骤3中,所述的实验是指,将所述管坯材料做成实验试件,进行3‑6次单向压缩实验,根据插值方法将最后所得的应力应变曲线进行分析计算,得到所述管坯材料的应力应变关系为以下第六公式:

5 4 3 2

σ(ε)=12996×ε‑30124×ε+26731×ε‑11047×ε+3015×ε+269。

3.根据权利要求1所述的一种轧机孔型设计方法,其特征在于,步骤4中所述管坯压下段沿长度Lp方向进行50等分。

4.根据权利要求1所述的一种轧机孔型设计方法,其特征在于,在步骤5中,在所述管坯压下段划分的最后截面处的应变值等于总的等效应变值的设定下,通过以下第七公式计算出应变能密度:

5.根据权利要求1所述的一种轧机孔型设计方法,其特征在于,在步骤7中,可以通过所述的应变能密度变化值Δκ1、Δκ2、Δκ3等来确定所述第x次管坯变形时某截面的应变能密度变化值Δκx,进而计算出积分上限的所述管坯压下段x截面处管坯的等效应变值εx。

6.根据权利要求1所述的一种轧机孔型设计方法,其特征在于,在步骤9中,芯棒采取抛物线类型芯棒。

7.一种管材质量检验方法,其特征在于,用于检测权利要求1‑6中任意一种轧机孔型设计方法设计并生产的成品管的质量,成品管质量检验的维度一为成品管的变形锥内表面是否光滑,通过以下第八公式计算成品管的变形锥各截面紧密结合度检验:第八公式中:

γX为管坯变形锥在X处截面的紧密结合度;

S'X为管坯变形锥内在X处芯棒的横截面积;

SX为管坯变形锥在X处管坯最内层与芯棒组成的圆形面积。

8.根据权利要求7所述的管材质量检验方法,其特征在于,成品管质量检验的维度二为成品管的壁厚偏差率β,通过以下第九公式计算成品管的壁厚偏差率β:第九公式中:

β为成品管的壁厚偏差率;

Hmax为成品管的最大壁厚值;

Hmin为成品管的最小壁厚值;

H为成品管的标准壁厚值;

其中,所述成品管的外径最大允许偏差是0.15mm,所述成品管的壁厚最大允许偏差是

0.1mm。

9.根据权利要求7所述的管材质量检验方法,其特征在于,成品管质量检验的维度三为成品管的外径椭圆度 通过以下第十公式计算成品管的外径椭圆度为成品管的外径椭圆度;

Dmax为成品管最大外径值;

Dmin为成品管最小外径值。