擠壓過程中不銹鋼水管管壁的應(yīng)力狀況
擠壓過程中不銹鋼水管管壁的應(yīng)力狀況
通過對不銹鋼水管厚壁管預(yù)應(yīng)力的計(jì)算,擠壓生產(chǎn)過程中坯料對不銹鋼厚壁管內(nèi)壁的內(nèi)壓力以及不銹鋼厚壁管在不同狀態(tài)下的應(yīng)力分析、溫度分析及其耦合分析,得到如下結(jié)論:
(1)擠壓過程中不銹鋼水管厚壁管內(nèi)襯的溫度隨擠壓過程的進(jìn)行不斷升高,擠壓結(jié)束時(shí)在內(nèi)襯內(nèi)壁靠近擠壓模的區(qū)域溫度高,達(dá)到631℃。而中襯和外筒的溫度變化不大。
(2)在非工作狀態(tài)下,不銹鋼水管厚壁管等效應(yīng)力大值為243MPa,主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài)下,其大值為286MPa,分布在內(nèi)襯內(nèi)壁表面中間部位。在工作狀態(tài)下,其大等效應(yīng)力為952MPa,主要分布在內(nèi)壁的上端高溫區(qū)域。不銹鋼厚壁管內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)域主要分布在高溫區(qū),其分布和溫度分布情況基本相同。溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對不銹鋼厚壁管內(nèi)部應(yīng)力分布影響較大。
(3)不銹鋼水管厚壁管所受徑向應(yīng)力,在非工作狀態(tài),不銹鋼厚壁管主要受外部預(yù)應(yīng)力提供的預(yù)應(yīng)力作用,不銹鋼厚壁管徑向呈壓應(yīng)力狀態(tài),其中大值為113MPa,分布在不銹鋼厚壁管外壁。在預(yù)熱狀態(tài),其大徑向壓力為124MPa,主要集中在上下端面處。在工作狀態(tài),其大徑向壓力為337MPa,主要集中在不銹鋼厚壁管上端部分區(qū)域。
(4)不銹鋼水管所受切向應(yīng)力,在非工作狀態(tài),切向應(yīng)力沿徑向由內(nèi)到外梯次降低,其中大值為250MPa,主要分布在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁。在預(yù)熱狀態(tài),其中不銹鋼厚壁管大切向應(yīng)力為301MPa,主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁中間區(qū)域。在工作狀態(tài),其中不銹鋼厚壁管大切向應(yīng)力為1110MPa,主要集中在不銹鋼厚壁管內(nèi)壁上端高溫區(qū)域。
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