【作 者】馬立東;陳碩;孫躍文

　　【引 言】

　　隨著焊管需求量的日益增加[1]，高頻焊管成形工藝受到越來越多關(guān)注。高頻焊管成形工藝發(fā)展過程大致分為3個階段:輥式成形技術(shù)、排輥成形技術(shù)和FFX  (Flexible Forming Excellent)成形技術(shù)[2]，其中高品質(zhì)的HFW  (High Frequency Welded)焊管成形均采用排輥成形和FFX成形的方式。FFX成形技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代后期，日本中田制作所利用有限元數(shù)值仿真為核心的計算機輔助工程技術(shù)對直縫焊管輥式成形以及排輥成形方式進行了科學(xué)系統(tǒng)的分析并開發(fā)出了FFX成形技術(shù)[3-4]。 FFX成形原理是利用漸開線的輥面將板帶從邊部到中心逐次輥彎。由于采用漸開線輥面使得初成形軋輥具有共用的特點，此外，還具有成形推力大、精成形軋機負擔(dān)小以及投資成本低等優(yōu)勢。焊管成形過程中存在非常復(fù)雜的彈塑性大撓度彎曲變形問題[5]，對其理論分析非常困難。有限元方法是目前最精確、最有效的模擬方法[[6]，于恩林等和徐樹成等[7 - 8]采用不同單元對板帶大撓度彎曲進行了有限元仿真。

　　目前，國內(nèi)對于輥式成形和排輥成形的仿真分析較多，但是對于FFX成形初成形段的變形研究鮮見報道。本文主要利用ABAQUS動力顯式彈塑性有限元方法[[9]，對X168 mm焊管FFX成形中初成形段的成形過程進行動態(tài)仿真，通過分析焊管成形各道次的幾何變形和橫向等效塑性應(yīng)變的分布，試圖找到焊管在成形過程中的成形規(guī)律及初成形階段的加工硬化規(guī)律，最后將仿真數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)對比來驗證有限元仿真的正確性。

　　【結(jié) 論】

　?。?）通過有限元模型分析了FFX成形初成形段板帶的等效塑性應(yīng)變分布，發(fā)現(xiàn)板帶在不同位置截面的等效塑性應(yīng)變呈“L”狀分布，同時板帶邊部的PEEQ值在依次經(jīng)過每道次軋輥時均有所增大?？蔀楹腹苌a(chǎn)提供參考，避免生產(chǎn)過程中板帶邊部發(fā)生較大的加工硬化現(xiàn)象。

　　（2）分析了板帶在初成形段的幾何變形，發(fā)現(xiàn)采用FFX成形工藝板帶的整體變形均勻，邊緣曲線光滑，沒有邊浪和鼓包產(chǎn)生，與現(xiàn)場觀察情況一致。同時，對初成形段不同位置板帶開口距離仿真值與實測值進行了比較，誤差范圍為1. 64%~4. 49%，驗證了有限元模型的正確性。因此采用有限元手段對邊浪和鼓包等缺陷進行預(yù)測是可以的。

　　以下是正文：