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1、中国石油大学（华东） 硕士学位论文 ERW管的成型过程分析仿真及机械性能试验研究 姓名：王雷 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：徐兴平 20090401 捅姜 E R W 直缝焊管以其尺寸精度高、肇厚均匀、生产率高、抗压性能和综合力学性能 好以及射孔不裂等优点而具有很大的发展潜力和市场竞争力。目前，E R W 管己正在向 原属无缝钢管应用的领域进军，已广泛应用于石油、天然气、水、煤气和矿浆等流体 长距离输送和油井套管。因此，对E R W 管的生产工艺和成型过程的研究，以及成型 工艺对E R W 焊管质量及机械性能的影响的研究，有着重要的意义。 本文综述了E R W 焊管的特点，
2、国内外应用、生产发展情况：对E R W 管成型机组 进行了简单介绍；分析研究了E R W 管的成型工艺及各项参数，E R W 管成型原理和板 料参数的确定，并对成型过程中可能出现的影响情况做出介绍分析；利用样条有限条 法，通过将连续体的离散化，构造位移函数，对由刚度矩阵、载荷矩阵得到的平衡方 程求解，从而由理沦上分析E R W 焊管成型过程中的应力应变情况；运用 A N S Y S L S D Y N A 动态模块，对E R W 焊管的成型过程进行建模、模拟，进行全流程 的仿真，结合仿真结果分析研究E R W 管成型过程的应力应变情况；最后，对成品E R W 管取样进行压扁试验、拉伸试验和弯曲
3、试验，并根据数理统计的方法处理实验数据， 求得各项数据的概率密度曲线，得到较为精确的试验结果，对试验结果进行分析研究 成品管的各项机械性能。 本文将E R W 管成型过程的理论分析，过程仿真以及成品管的机械性能试验研究 相结合，对E R W 焊管生产的全流程进行分析研究，为E R W 焊管牛产工艺的改进发展 打下基础。 关键字：E R W 焊管，有限条法，过程仿真，机械性能试验 A n a l y s i sa n ds i m u l a t i o no fE R W p i p e Sf o r m i n gp r o c e s sa n d s t u d yo ft h em e
4、 c h a n i c a lp r o p e r t yt e s t W a n gL e i ( M e c h a t r o n i cE n g i n e e r i n g ) D i r e c t e db yP r o f X uX i n g p i n g A b s t r a c t E R Wl o n g i t u d i n a l l yw e l d e d p i p e h a s g r e a td e v e l o p m e n tp o t e n t i a l a n dm a r k e t c o m p e t i t i
5、 v e n e s sf o ri t s e x c e l l e n c eo fg r e a td i m e n s i o n a lp r e c i s i o n ， s y m m e t r i c a lw a l l t h i c k n e s s ，h i g hp r o d u c t i v i t y ，g o o dc o m p r e s s i o nr e s i s t a n c ec a p a b i l i t ya n dc o m p r e h e n s i v e m e c h a n i c a lp r o p e
6、 r t i e sa n dw i t h o u tp e r f o r a t i o nc r a c k s N o wt h eE R Wp i p ei sc o m i n gi n t o t h ef i e l ds e a m l e s ss t e e lt u b ei Su s e db e f o r e ，a n dh a sb e e n u s e d i n l o n gd i s t a n c e t r a n s p o r t a t i o no fp e t r o l e u m ，n a t u r a lg a s ，w a t
7、 e r ，g a s ，p u l p ，e t c ，a n do i lw e l lc a s i n g S oi ti s i m p o r t a n tt os t u d yt h ep r o d u c t i o np r o c e s so fE R Wp i p ea n dh o w t h ep r o c e s sa f f e c t sq u a l i t y a n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fE R Wp i p e T h i sp a p e rs u m m a r i z e dc
8、 h a r a c t e r i s t i c s ，a p p l i c a t i o n sa th o m ea n da b r o a d ，s i t u a t i o n o fp r o d u c t i o na n dd e v e l o p m e n to fE R Wp i p e ；I n t r o d u c e dt h eg e n e r a t i n gu n i t ；a n a l y z e da n d s t u d i e dt h ef o r m i n gp r o c e s sa n dp a r a m e t
9、e ro ft h ep i p e ；S t u d i e dt h ef o r m i n gp r i n c i p l ea n d h o wt oc o n f i r ms h e e tm e t a l s p a r a m e t e r s ， a n a l y z e dt h es i t u a t i o nm a ya p p e a ri nt h e p r o d u c t i o np r o c e s sa n dt h ee f f e c t so fi t ；S t u d i e dt h es i t u a t i o no
10、fs t r e s sa n ds t r a i n i nt h e f o r m i n gp r o c e s s i nt h ea b s t r a c t b ys p l i n e f i n i t e s t r i p m e t h o dt h r o u g hc o n t i n u u m d i s c r e t i z a t i o n ，s t r u c t u r i n gd i s p l a c e m e n tf u n c t i o n ，s o l v i n gb a l a n c ee q u a t i o nc
11、 o n f i r m e db y s t i f f n e s sm a t r i xa n dl o a d i n gm a t r i x ；M o d e l i n gf o rf o r m i n gp r o c e s so fE R Wp i p ea n ds t u d y t h er e s u l to fs i m u l a t i o nm a d eb yA N S Y S L S - D Y N Ad y n a m i cm o d u l e A n a l y z e dt h es t r e s s a n ds t r a i ni
12、 nt h ef o r m i n gp r o c e s sb ys i m u l a t i o n ；S e l e c t e ds a m p l e so fE R Wp i p e ，t h e nm a d e f l a t t e n i n gt e s t 。t e n s i l et e s ta n db e n d i n gt e s t D e a lw i t ht h et e s t d a t ei nm a t h e m a t i c a l s t a t i s t i c sm e t h o d ，i nt h i sw a yt
13、 h ep r o b a b i l i t yd e n s i t yc u r v eo ft h ed a t ec a nb em a d e A c c o r d i n gt ot h ep r o b a b i l i t yd e n s i t yc u r v e ， a c c u r a t et e s td a t ec a nb eg o t S t u d ya n d a n a l y z em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fE R Wp i p et h r o u g ht h ea c c u r
14、 a t et e s td a t e T h et h e o r e t i c a la n a l y s i so ff o r m i n gp r o c e s s ， s i m u l a t i o no ff o r m i n gp r o c e s sa n d m e c h a n i c a lp r o p e r t yt e s th a n gt o g e t h e ri nt h i sp a p e r ，t h ew h o l ef o r m i n gp r o c e s sw a s s t u d i e da n da n
15、a l y z e d T h a tm a d ef o u n d a t i o n sf o rt h ed e v e l o p m e n to fE R Wp i p e S p r o d u c t i o np r o c e s s K e yw o r d s ：E R Ww e l d e dp i p e ， f i n i t e s t r i pm e t h o d ， s i m u l a t i o no fp r o d u c t i o n p r o c e s s ， m e c h a n i c a Ip r o p e r t yt
16、e s t 关于学位论文的独创胜声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得 的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 中幽石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：至! 壹日期： 年 月日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其 印刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部 门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论 文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签 指导教师签名： 年月日 年j
