連軋無縫鋼管技術(shù)是實(shí)現(xiàn)鋼管生產(chǎn)現(xiàn)代化、高速化發(fā)展的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。目前，大多數(shù)的軋制力計(jì)算模型是建立在傳統(tǒng)的平板軋制經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上，復(fù)雜而且存在很大的誤差，而建立在利用軋制過程的變形特點(diǎn)基礎(chǔ)上的卻很少。因此，建立精確實(shí)用的軋制力計(jì)算模型，就成為連軋無縫鋼管軋制領(lǐng)域內(nèi)的一個具有重大應(yīng)用價值的研究課題。 本文對現(xiàn)有連軋無縫鋼管軋制力計(jì)算模型進(jìn)行了研究，并通過具體算例，發(fā)現(xiàn)了該計(jì)算模型存在的主要缺陷和不足，證實(shí)了該計(jì)算模型不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。在分析機(jī)械性能、應(yīng)力狀態(tài)特性和接觸面積等因素對軋制力的影響的基礎(chǔ)上，對該計(jì)算模型提出了修改方案，建立了新的軋制力改進(jìn)模型。為了更合理地確定連軋過程中復(fù)雜的非線性接觸特征，利用ANSYS／LS—DYNA顯式動力學(xué)有限元軟件對連軋無縫鋼管軋制過程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，利用有限元數(shù)值模擬的結(jié)果確定了改進(jìn)模型中系數(shù)的值。并且，分析了連軋無縫鋼管截面的變形特點(diǎn)及軋制力和應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律，重現(xiàn)了軋制力和應(yīng)力應(yīng)變的動態(tài)變化過程，對比了有限元數(shù)值模擬的軋制力與現(xiàn)場實(shí)測的軋制力，得到了兩者的變化規(guī)律基本相符的結(jié)論，證實(shí)了顯式動力學(xué)有限元法作為連軋無縫鋼管的研究方法的可行性。為了使計(jì)算模型具有更高的計(jì)算精度和一定的通用性，考慮了軋輥的彈性變形和材料的化學(xué)成分對軋制力的影響，進(jìn)而得到了軋制力改進(jìn)模型，并通過討論該計(jì)算模型中的主要影響因素，驗(yàn)證了軋制力修正模型的實(shí)用性。****通過實(shí)驗(yàn)，建立了軋制力能參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行了軋制力測試，分析了實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證了軋制力修正計(jì)算模型在實(shí)際生產(chǎn)中的可靠性，證實(shí)了顯式動力學(xué)有限元方法分析連軋無縫鋼管軋制過程是可行性的。 通過上述研究，建立了精確實(shí)用的軋制力計(jì)算模型，該計(jì)算模型具有較高的精度和一定的通用性，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，便于進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。而且，證明了顯式動力學(xué)有限元法作為連軋無縫鋼管軋制過程的分析方法是行之有效的，通過這種方法得到的結(jié)論對生產(chǎn)實(shí)踐有著重大的指導(dǎo)意義。