包鋼無縫鋼管廠作為國家大型骨干企業(yè),面臨著激烈的市場競爭,因此在保有原有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,迫切需要全面提升產(chǎn)品的質(zhì)量,爭取更大的市場份額。包鋼無縫鋼管廠的設(shè)備是五十年代從前蘇聯(lián)引進(jìn)的,主要生產(chǎn)直徑140mm至直徑426mm的無縫鋼管。在收集過程中,鋼管的落差大,產(chǎn)生了噪音和沖擊 。沖擊使鋼管發(fā)生了塑性變形,噪音損害了工人的身體健康。作為面向二十一世紀(jì)的現(xiàn)代化企業(yè),必須考慮如何在優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的前提下,創(chuàng)造一個清潔、無污染的生產(chǎn)環(huán)境。因此,對于無縫鋼管收集裝置的深入研究勢在必行。
包鋼無縫鋼管廠與高效軋制國家工程研究中心合作,研究降低鋼管收集裝置沖擊的方案;受現(xiàn)場條件所限,不能在現(xiàn)場進(jìn)行實驗研究。所以采用大型有限元分析軟件ANSYS,模擬現(xiàn)有生產(chǎn)條件下鋼管的變形情況,然后改變主要參數(shù),找到使鋼管不發(fā)生變形的條件,為下一步改造方案提供理論依據(jù)。 采用ANSYS/LS-DYNA對鋼管運動沖擊問題進(jìn)行模擬。鋼管在碰撞前的運動由兩個階段組成:第一階段鋼管在導(dǎo)軌上的滾動;第二階段鋼管脫離導(dǎo)軌落到收集槽中。根據(jù)實際生產(chǎn)情況,鋼管在導(dǎo)軌上的滾動距離L和鋼管在收集槽中的落差H2,是決定鋼管沖擊變形的主要因素,計算了不同工況下,L和H2對于鋼管沖擊變形的影響。綜合不同工況的計算結(jié)果,得出鋼管落差與塑性變形的關(guān)系和鋼管導(dǎo)軌運動距離與塑性變形的關(guān)系。
計算模型圖
使用ANSYS軟件進(jìn)行無縫鋼管的變形模擬,其數(shù)據(jù)真實性得到了現(xiàn)場的認(rèn)可,且在獲得數(shù)據(jù)的同時并未影響生產(chǎn)。模擬的最終結(jié)果為新型無縫鋼管收集裝置的設(shè)計提供了理論依據(jù),目前依據(jù)這一模擬結(jié)果設(shè)計的第一種方案已完成,正在進(jìn)行第二種方案的設(shè)計。
分析結(jié)果1
分析結(jié)果2