ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБ ПРИ РАДИАЛЬНОМ ОБЖАТИИ

Abstract

В статье рассмотрен пример аналитического подхода к прогнозированию одного из важных показателей качества труб — точности толщины стенки. Моделирование изменения эксцентричной разностенности в процессе радиального обжатия трубы в круглом калибре на круглой оправке выполнено вариационным методом путем минимизации функционала принципа виртуальных скоростей. Процедура решения задачи на ЭВМ включала формирование геометрической модели исходной разностенности, конструирование поля виртуальных скоростей течения с точностью до двух варьируемых параметров, минимизацию функционала численными методами. В качестве модели исходной разностенности выбрана эксцентричная разностенность, доля которой составляет 60‒80 % и возникает на стадии прошивки. Поле виртуальных скоростей в сферической системе координат выбрано в виде координатных функций, удовлетворяющих граничным условиям и условию несжимаемости. Одним из найденных варьируемых параметров являлась скорость изменения исходного эксцентриситета в процессе обжатия, что определяет конечную точность толщины стенки. Исследовано влияние исходной эксцентричной разностенности, величины радиального обжатия на конечную точность толщины стенки. В результате решения определяли характеристики конечной эксцентричной разностенности, а также нормированный показатель точности, зависящий от требований к точности в нормативной документации. Для оценки уровня точности по шкале Харрингтона проведено нормирование показателей качества в интервале от 0 до 1, соответствующем требуемому уровню точности. Приведен пример расчета для прогнозирования уровня точности трубы с заданным режимом обжатий. Разработанная методика может быть применена для выбора рациональных режимов деформации при производстве труб для обеспечения требуемого уровня точности толщины стенки.