本文研究的是大口径直缝焊管机械扩径技术问题。机械扩径工艺及其装备是建设大直径直缝焊管生产线的关键技术之一。本文采用有限元数值模拟方法和优化方法,对大口径直缝焊管的机械扩径工艺过程进行了数值模拟,并对其主要工艺参数进行了多目标优化。文章采用MARC软件,对管线钢管的机械扩径成形过程进行了大量的数值模拟。在对φ1401.5×22 mm、φ1207.8×19 mm、φ630×9 mm等规格钢管扩径过程的数值模拟基础上,细致的分析了模具半径、模具边缘圆角半径和扩径率对成形过程的影响规律。机械扩径成形过程是一个与管坯规格、管坯形状、材料性能、摩擦条件、变形程度、模具直径及其边缘圆角半径等诸多因素相关的塑性变形过程,其最终制品的尺寸和形状精度取决于这些参数的综合影响。作者将寻求机械扩径成形参数最优组合问题作为多目标优化问题来处理,并基于MSC.Marc非线性有限元分析软件和遗传优化算法,采用Python语言设计了基于加权组合法的遗传算法程序,实现了在多目标条件下对机械扩径成形工艺参数的优化。这部分工作为机械扩径生产实际过程的工艺参数选择提供了理论依据,具有理论意义和实际应用价值。