含缺陷钢丝多道次拉拔过程分析及其参数优化

摘要

利用有限元方法和断裂力学理论模拟含缺陷的热轧盘条经过多道次拉丝成型的过程，建立了钢丝经过模具发生拉拔变形的分析模型，详细分析了含缺陷钢丝在单道次条件下道次压缩率参数随J积分的变化规律；以J积分参量为含裂纹钢丝拉拔过程中裂纹扩展判据，得出了在特定的模具顶角下与不同道次压缩率参数取值范围相匹配的最佳道次压缩率；重点比较了压缩量相等时多道次和单道次拉拔效果。研究结果表明，当生产企业给定的道次压缩率参数范围为小于15%、介于15%～22%之间以及大于22%时，最匹配的最佳道次压缩率分别为9%、16%和30%；发现在现有工况下，压缩量一定时多道次拉拔比单道次拉拔的效果好，故应尽量避免道次压缩率过大的情况。研究成果对于钢丝拉拔过程的工艺参数优化具有一定的指导意义和参考价值。