變徑管內高壓成形送料區(qū)壁厚分布規(guī)律

為了研究變徑管內高壓成形過程中工藝參數(shù)和管坯幾何尺寸對壁厚分布的影響,通過力學分析和全量本構方程,推導出變徑管內高壓成形厚度分界圓的解析公式.該公式反映了摩擦系數(shù)、膨脹系數(shù)、管端軸向應力與內壓之比、送料區(qū)相對長度、管坯相對壁厚、零件過渡錐角等參數(shù)與厚度分界圓相對位置之間的定量關系,并與數(shù)值模擬規(guī)律一致.研究表明:隨著摩擦系數(shù)、管端軸向應力與內壓之比、送料區(qū)相對長度的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越近,即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越大的;而隨著管坯相對壁厚的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越遠,即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越小的.

變徑管是航空、汽車工業(yè)領域常用零件,用來輸送壓力油、冷卻等。通過建立相應的內高壓成形有限元模擬模型,用msc.marc有限元分析軟件進行模擬分析,研究了變徑管成形過程的基本變形特征、成形參數(shù)的影響規(guī)律。模擬分析得知適當?shù)靥岣咦冃嗡俾省p少減薄區(qū)變形持續(xù)時間有緩解該處過度減薄的作用,軸向進給應在減薄前進行補料,而不應在變形的同時補充所需金屬。

通過建立相應的內高壓成形有限元模擬模型,用dynaform有限元分析軟件進行模擬分析,研究了異型變徑管成形的工藝特點、變形特征及成形參數(shù)對成形質量的影響。模擬結果表明,當變徑管直徑變化率較大時,自由脹形很難成形出理想成品,需采用軸向補料。采用合適的內壓加載路徑與軸向補料的配合方式能夠顯著控制起皺、破裂缺陷的產生,使較復雜的異型變徑管順利成形,成形質量較好。

以dn250雙波ti-6al-4v鈦合金波紋管為例研究了采用超塑脹形/軸向加載復合超塑成形工藝成形的鈦合金波紋管的壁厚分布規(guī)律。用arvip3d剛粘塑性殼單元有限元軟件模擬了波紋管在脹形、合模和充滿3個階段的壁厚減薄情況,分析了筒坯長度和脹形階段的變形量對超塑成形后波紋管厚度分布情況影響。通過實驗研究了波紋管的實際壁厚分布曲線。結果表明,與其它成形方法相比,超塑成形的波紋管波峰壁厚減薄率較大,壁厚分布可用jis公式粗略估算。

研究了管材錐形模機械擴徑變形區(qū)應力分布的特點,根據(jù)應力-應變關系,分析了變形區(qū)壁厚可能存在的分布規(guī)律,通過求解變形區(qū)應力分布,根據(jù)全量理論和體積不變原則,提出了變形區(qū)壁厚分布的解析式,基于該公式,分析了擴徑系數(shù)和摩擦系數(shù)對壁厚分布的影響,結果表明,擴徑系數(shù)較小時,摩擦系數(shù)對壁厚分布影響較小,變形區(qū)壁厚均減薄;當擴徑系數(shù)較大時,變形區(qū)存在壁厚分界面,分界面之前(靠近模具前端)壁厚增厚,分界面之后壁厚減薄,并且摩擦系數(shù)越大,分界面半徑越大。進一步數(shù)值模擬證明,該壁厚分布公式正確。

內高壓成形

以空調聯(lián)箱多通管件為研究目標,運用有限元模擬方法對金屬材料的變形過程進行模擬分析。通過分析工件壁厚的分布規(guī)律和典型節(jié)點的位移規(guī)律,由此揭示成形過程的金屬流動的一般規(guī)律。結果表明:端部補料區(qū)金屬沿水平方向流動較明顯,成形區(qū)金屬沿支管方向流動較明顯,支管間的金屬流動量很小,這些規(guī)律為成形工藝的選擇提供了參考依據(jù)。

對薄壁y型三通管的內管壓成形進行研究。通過軸向補料,管材可以被推入模腔從而獲得更高并且相對減薄率小的支管。但是y型三通管的導向區(qū)較長,在內壓作用下管材和模具之間會產生較大的摩擦力,使得材料難以流入支管。提出了采用多段式沖頭用來改變導向區(qū)的內壓分布并且減小導向區(qū)的摩擦力的方法。對鋁合金y型三通管進行內高壓成形實驗,采取兩種方案,分別使用傳統(tǒng)沖頭和多段式沖頭進行對比。對壁厚分布和減薄率分布進行研究,并對使用不同沖頭的結果進行對比。

使用有限元模擬方法,在獲得合適總軸向進給量以及最大內壓的基礎上,重點探討了軸向進給路徑以及內壓加載路徑對t型三通管內高壓成形的影響。結果表明:0~27~30mm為一條最佳的軸向進給路徑,即大部分的軸向進給應該分配在成形第1階段;梯度內壓加載方式要明顯優(yōu)于線性內壓加載方式,而當進給壓力為60~90mpa時,梯度加載方式達到最優(yōu)化。

以空調聯(lián)箱多支管件為研究目標,分析它在內高壓成形過程中產生的主要缺陷,并提出在管坯中加入芯軸的解決方案。運用有限元方法對變形過程進行模擬分析,討論不同芯軸放置位置,不同芯軸長度,不同芯軸內徑大小,不同芯軸形狀對起皺開裂的影響程度,得出了最佳的芯軸方案。結果表明:在管坯中放入芯軸來緩解缺陷的方案是可行的,這個方案不僅可緩解缺陷,還可提高支管高度?？照{聯(lián)箱多支管中長度為22mm、外徑為11.5mm,內徑為5mm的芯軸最為合適。

管件內高壓成形技術

目錄 第一章緒論...............................................................................................1 1.1研究背景.......................................................................................1 1.2管材內高壓成形基本原理...........................................................1 1.3管材內高壓成形的適用領域.......................................................3 第二章管材內高壓成形的影響因素...................

確定管道腐蝕缺陷尺寸的分布規(guī)律對于提高管道可靠性計算精度有重要影響,可以更加準確地預測腐蝕管道剩余壽命?；诟怕收摵蛿?shù)理統(tǒng)計原理,以中國某管道公司25條管道內檢測數(shù)據(jù)為研究對象,采用正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、gumbel分布、weibull分布以及指數(shù)分布函數(shù)對腐蝕缺陷尺寸數(shù)據(jù)進行擬合,依據(jù)最大似然估計方法計算相應的分布參數(shù),并通過k-s檢驗和p-p散點圖,對比不同分布類型的優(yōu)先級,探討不同分布類型對于管道腐蝕缺陷深度、長度、寬度隨機變量的適用性。結果表明:對數(shù)正態(tài)分布可以較好地描述管道腐蝕缺陷深度、長度及寬度參數(shù)的分布規(guī)律。(圖3,表2,參24)

利用數(shù)值模擬對y型三通管內高壓成形過程進行了研究,研究了87mpa～145mpa范圍內5條不同內壓的加載路徑的成形過程,分析了過渡區(qū)內凹、支管高度不足等缺陷產生的原因和內壓為116mpa時零件成形過程中典型位置的壁厚變化,以及內壓對零件壁厚分布的影響。數(shù)值模擬結果表明,106mpa～126mpa為成形y型三通管合適的壓力區(qū)間,但不同內壓成形的零件最小壁厚不同。

對于y型三通管,由于其結構的不對稱性,內高壓成形過程中左右沖頭的軸向補料比對成形有較大的影響。通過實驗和數(shù)值模擬,研究了補料比對y型三通管的壁厚影響規(guī)律以及成形中產生的缺陷。結果表明:成形后零件左側過渡區(qū)圓角處壁厚最大,右側過渡區(qū)圓角處次之,枝管頂部壁厚最薄;增加補料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚減薄,但過度加大左右補料比,會使試件左側圓角處產生內凹缺陷。

Y型三通管內高壓成形機理及補料比的影響研究

薄壁Y型三通管內高壓成形及補料比的影響

基于相似模擬試驗、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬及理論分析,系統(tǒng)研究了采動區(qū)建筑物地基反力分布規(guī)律,獲得了地基反力與建筑物所處的位置、剛度、長度、地基系數(shù)、開采厚度的關系:1)位于最大曲率點附近時,地基反力最大,位于最大下沉和傾斜點附近時,地基反力較小;2)地基越軟弱、建筑物長度越短,地基反力越小;3)采動區(qū)建筑物地基反力大小是有限的,這些認識和結論為采動區(qū)建筑物保護和設計提供了理論基礎.

文章分析了內高壓成形四通管的工藝性,利用動態(tài)顯式算法模擬了等徑四通管內高壓成形過程,給出了有限元模擬結果并對其進行了缺陷、厚度和枝管成形高度分析,確定了合理的加載路徑。研究表明,四通管減薄區(qū)域是枝管貫通母線中心附近區(qū)域和枝管端面圓環(huán)形區(qū)域;增厚區(qū)域主要在枝管過渡圓角部位和主管兩端;非對稱反向壓力可以改善枝管貫通母線中心附近區(qū)域材料的流動。

基于鋼制薄壁內壓長圓筒爆破強度統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和可靠性數(shù)學理論,建立了分析鋼制薄壁內壓長圓筒屈服強度的分布規(guī)律與參數(shù)的新方法。研究表明:在顯著度為5%時,鋼制薄壁內壓長圓筒屈服強度實測值與均值之比是基本符合正態(tài)分布的隨機變量;在置信度為98%時,該隨機變量的均值不小于0.9883但不大于1.0131,標準差不小于0.11179但不大于0.12156;在可靠度為99.75%時,鋼制薄壁內壓長圓筒屈服強度實測值與均值之比不小于0.624但不大于1.378;17組試驗數(shù)據(jù)驗證表明,用文中新方法得到的分布參數(shù)具有波動范圍小和精度高的特點。

離心式雜質泵內顆粒分布規(guī)律的研究

以簸箕李引黃灌區(qū)為例,通過近10a的引水引沙觀測資料和試驗數(shù)據(jù)的分析,運用水沙運動機理,初步得出灌區(qū)水沙分布的規(guī)律及特點。結合灌區(qū)的實際運行情況,圍繞如何減少骨干渠系的淤積進行探討,通過大量觀測得出水沙優(yōu)化調度方案,并采取相應的減淤措施和方案,使骨干渠道減淤效果明顯,并取得較好的經濟效益和社會效益。