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热轧U型钢板桩是一种现代结构工程、建筑工程以及地下工程行业中所需的重要金属材料,特别是它的结构优势,可满足许多永久性和临时性的工程需求,而我国目前对U型钢板桩的生产技术研究甚少,正处于初期阶段。U型钢板桩结构复杂,两侧向内弯曲的锁口形状和尺寸在轧制过程中难以控制,轧制工艺难度大,为开发出优质的热轧U型钢板桩,必须对热轧U型钢板桩锁口金属流动及成形进行研究。本文主要对宽幅高度为400×170 mm的热轧U型钢板桩的成品孔型进行优化,并对热轧U型钢板桩锁口处成形过程中的金属流动进行分析,采用UG三维软件建立轧件与轧辊的三维模型,导入MSC.Marc有限元仿真软件中进行轧制模拟,通过模拟结果研究分析不同的轧制工艺参数对热轧U型钢板桩锁口弯曲变形的影响。主要内容如下:(1)对宽幅高度为400×170mm的热轧U型钢板桩的成品孔孔型进行分析,重点是锁口凸缘处的孔型分析;利用UG三维制图软件建立轧件与轧辊的几何模型,采用MSC.Marc有限元仿真软件,建立三维有限元分析模型,并结合实际参数,在MSC.Marc有限元软件中设定相关参数进行仿真,对热轧U型钢板桩精轧过程的最后一道次进行弹塑性分析。(2)根据MSC.Marc有限元仿真的结果,对热轧U型钢板桩锁口处的变形情况进行分析,结果显示,锁口在成品孔孔型中轧制时,向内弯曲的程度较小;研究摩擦系数、温度、轧件尺寸等参数对锁口变形的影响,结果表明:摩擦系数越小,锁口向内弯曲的程度越大,轧件尺寸增大,锁口向内弯曲的程度也得到了提高,温度的改变对锁口弯曲尺寸变化不明显。(3)根据金属流动理论和上述研究的结果,对之前的成品孔型进行修改,对热轧U型钢板桩在优化后的成品孔孔型中进行轧制模拟,通过对比优化前与优化后的成品孔孔型,验证优化后的成品孔孔型的可行性,并对优化后的成品孔孔型轧制出来的U型钢板桩锁口弯曲的尺寸进行分析,结果显示,热轧U型钢板桩在优化后的成品孔孔型中轧制出来的锁口弯曲程度较好,符合锁口尺寸标准。研究轧制速度、轧制温度、摩擦系数等工艺参数对热轧U型钢板桩金属流动的影响,确定最优化工艺。