挤压过程中不锈钢水管管壁的应力状况

通过对不锈钢水管厚壁管预应力的计算，挤压生产过程中坯料对不锈钢厚壁管内壁的内压力以及不锈钢厚壁管在不同状态下的应力分析、温度分析及其耦合分析，得到如下结论:

(1)挤压过程中不锈钢水管厚壁管内衬的温度随挤压过程的进行不断升高，挤压结束时在内衬内壁靠近挤压模的区域温度高，达到631℃。而中衬和外筒的温度变化不大。

(2)在非工作状态下，不锈钢水管厚壁管等效应力大值为243MPa，主要集中在不锈钢厚壁管内壁。在预热状态下，其大值为286MPa，分布在内衬内壁表面中间部位。在工作状态下，其大等效应力为952MPa，主要分布在内壁的上端高温区域。不锈钢厚壁管内部的应力集中区域主要分布在高温区，其分布和温度分布情况基本相同。温度差产生的热应力对不锈钢厚壁管内部应力分布影响较大。

(3)不锈钢水管厚壁管所受径向应力，在非工作状态，不锈钢厚壁管主要受外部预应力提供的预应力作用，不锈钢厚壁管径向呈压应力状态，其中大值为113MPa，分布在不锈钢厚壁管外壁。在预热状态，其大径向压力为124MPa，主要集中在上下端面处。在工作状态，其大径向压力为337MPa，主要集中在不锈钢厚壁管上端部分区域。

(4)不锈钢水管所受切向应力，在非工作状态，切向应力沿径向由内到外梯次降低，其中大值为250MPa，主要分布在不锈钢厚壁管内壁。在预热状态，其中不锈钢厚壁管大切向应力为301MPa，主要集中在不锈钢厚壁管内壁中间区域。在工作状态，其中不锈钢厚壁管大切向应力为1110MPa，主要集中在不锈钢厚壁管内壁上端高温区域。

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