外螺纹钢管轧机是生产精轧外螺纹钢管的关键设备,深入研究其轧辊系,对促进新型锚固技术的快速发展,实现自钻注浆式外螺纹锚杆的国产化,具有重要意义。 本文在分析轧辊系工作原理的基础上,采用基于虚拟样机技术及相关软件平台,建立了三辊外螺纹轧机辊系的三维数字化样机,并对其进行了较为系统的多体系统动力学仿真分析和研究。论文的主要工作包括: 分析了螺旋孔型斜轧的成形特点、成形过程以及斜轧的运动原理,并根据轧辊系的真实结构简化出适合动力学仿真的物理模型。 应用三维实体造型软件SolidWorks,建立了轧辊系的三维实体模型,并将其导入ADAMS软件。 在ADAMS软件平台上,综合考虑摩擦力、轧制力等因素对轧辊系性能的影响,对轧辊系各个部件施加约束和力,建立轧辊系虚拟样机,进行多刚体系统动力学三维可视化仿真,得到了整个轧制过程中轧辊受力的变化情况及受力最大时刻轧辊的情况。然后,利用ANSYS对该时刻的轧辊受力进行有限元分析,得出轧辊在受力最大时刻的应力分布及变形情况。 最后,通过使用ADAMS/AutoFlex模块和ANSYS-ADAMS-接口两种方法分别将钢管和轧辊柔性化,建立轧辊系的刚柔耦合虚拟样机,并在ADAMS中进行刚柔耦合系统的轧制过程变形分析与仿真。 本文的研究,为轧制系统的设计提供了较重要的参考依据。此外,本文综合利用三维设计软件(SolidWorks)、多体系统动力学仿真分析软件(ADAMS)及有限元分析软件(ANSYS)解决问题的思想和方法对类似研究具有一定借鉴意义。