Finite elements method (FEM) simulation based prediction of deformation and temperature at rolling of tubes on a pilgrim mill

Predicción basada en el método de simulación por elementos finitos (MEF) de la deformación y la temperatura en la laminación de tubos en un tren de laminación peregrino

La simulación 3D - FEM se utilizó como una herramienta eficaz para la descripción del campo térmico de tensión-deformación en el laminado de tubos en un molino de peregrino. Los objetivos de la simulación incluían también el comportamiento de las herramientas de trabajo durante la laminación. En este trabajo se parte de la laminación de una pieza bruta de pared gruesa ya perforada, que pasa por el tren de laminación con una reducción simultánea del grosor de los diámetros interior y exterior a expensas de un alargamiento de la longitud inicial. La atención principal se centra en los parámetros mencionados con respecto a diversas condiciones de laminación, tales como diferente transferencia de calor, diferente fricción o diferente distancia de inserción del producto laminado en el calibre. Los datos de entrada utilizados en la simulación proceden de condiciones reales de fabricación de tubos.

INTRODUCCIÓN

Varios autores han descrito experimentos destinados en particular a determinar la exigencia de los procesos de perforación, es decir, con respecto a los mandriles de perforación o su carga de tensión, de forma similar a, por ejemplo, la tecnología de perforación de piezas brutas extremadamente altas Skripalenko et al. [1] o la perforación de lingotes de colada continua de acero aleado [2]. Komori [3] se ocupó de la simulación matemática de la perforación según Mannesmann y de otras tecnologías de perforación [4]. Algunos estudios investigaron también la tecnología de laminado de tubos entre tres rodillos en voladizo Zhang et al. [5] cuando los autores se concentraron en la predicción de las características de temperatura del laminado de piezas brutas de cobre. Este trabajo se centra principalmente en el mapeo de la influencia de la tecnología de laminación en el propio laminador peregrino con respecto a la vida útil de las herramientas, especialmente los mandriles peregrinos en la laminación de formatos de pared gruesa, influenciados principalmente por la carga térmica y de tensión. La simulación por ordenador basada en el MEF demostró ser una herramienta eficaz para estos fines y los resultados de estas simulaciones se confrontaron con los hallazgos obtenidos en la práctica.

EXPERIMENTAL

Se llevó a cabo una simulación por ordenador de la laminación de tubos a partir de desbastes de pared gruesa en un laminador peregrino. La simulación se realizó con el programa informático Forge 2007, que permite realizar simulaciones en 2D y 3D. Se utilizó la relación de Spittel para calcular la resistencia a la deformación en la deformación plástica para el acero dado (1).