针对目前设计的立式径向挤压制管机成型头,采用SolidWorks软件建立不同拔模斜度的成型头三维模型,运用Hypermesh软件对各模型进行前处理,通过LS-Dyna计算各成型头挤压混凝土成型的力学行为,分析了拔模斜度对混凝土最大应力和应变的影响,拟合出了拔模斜度与混凝土最大应力、应变的关系曲线,确定混凝土成型效果最佳时,成型头的拔模斜度为2.1°。在此条件下,基于数值模拟和正交实验,分析了成型头上升速度、上挤压辊顺时针旋转速度、下挤压辊与抹光环逆时针旋转速度对混凝土成型效果的影响,确定了最佳的工艺参数组合:成型头上升速度为0.1 m/s,上挤压辊顺时针旋转速度为60 r/min,下挤压辊与抹光环逆时针旋转速度为140 r/min。

针对设计的立式径向挤压制管机成型头,采用Solid Works软件建立其三维实体模型,运用Hyper Mesh软件划分网格,定义材料属性、成型头与混凝土的接触类型和工作载荷,通过LS-Dyna软件计算成型头挤压混凝土成型过程的力学行为,获得成型过程中混凝土的应力、应变分布情况,表明立式径向挤压制管机成型头已基本能够实现混凝土的挤压成型,但在成型过程的第一阶段,混凝土的最大应力值达到了其屈服强度的临界点,混凝土管易发生坍塌、裂纹等现象,仿真分析可为成型头结构的进一步改进提供理论依据。