本文關(guān)鍵詞：不銹鋼凸環(huán)管件固體顆粒介質(zhì)成形工藝變形分析

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【摘要】：固體顆粒介質(zhì)成形工藝(Solid Granule Medium Forming Technology,簡(jiǎn)稱SGMF工藝)是采用可流動(dòng)、散粒狀的顆粒作為傳力介質(zhì)代替剛性模及現(xiàn)有軟模介質(zhì)的作用,實(shí)現(xiàn)輕合金管、板材構(gòu)件成形。該工藝具有顆粒介質(zhì)易于密封、壓力建立簡(jiǎn)便、內(nèi)壓非均勻分布、與坯料接觸產(chǎn)生有益摩擦作用等優(yōu)點(diǎn),該工藝的研發(fā)為高強(qiáng)度、低塑性、難變形管材以及復(fù)雜形狀、高尺寸精度和表面質(zhì)量要求高的構(gòu)件的成形制造提供了新的技術(shù)和手段,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在304不銹鋼管材材料力學(xué)性能試驗(yàn)分析和固體顆粒介質(zhì)傳壓規(guī)律研究的基礎(chǔ)上,建立了均布內(nèi)壓下的理論分析模型,考慮顆粒介質(zhì)與管材之間摩擦力的影響,對(duì)管材在顆粒介質(zhì)作用下的塑性變形進(jìn)行研究,對(duì)自由變形區(qū)頂點(diǎn)處的應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行分析,推導(dǎo)出任意成形高度最大徑點(diǎn)處的壁厚值及成形內(nèi)壓,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS建立了凸環(huán)管件SGMF脹形數(shù)值仿真模型,分別討論了管件脹形過程中管端自由和主動(dòng)進(jìn)給條件對(duì)成形的影響,運(yùn)用數(shù)值仿真和試驗(yàn)相結(jié)的方法,分析了壓頭加載、顆粒介質(zhì)填裝量、摩擦條件、變形區(qū)幾何特征等工藝參數(shù)對(duì)成形性能的影響。通過管件SGMF工藝的研究表明,基于圓函數(shù)理論分析模型和以凸環(huán)件脹形為基礎(chǔ)的工藝數(shù)值仿真,對(duì)于成形管件的成形內(nèi)壓、壁厚分布和輪廓形狀等關(guān)鍵參量的分析和預(yù)測(cè)與工藝試驗(yàn)吻合較好,為固體顆粒介質(zhì)成形技術(shù)在管件成形的實(shí)際應(yīng)用方面提供了可靠的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)高壓成形 顆粒介質(zhì) 管材 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源及背景10-11
• 1.2 管材內(nèi)高壓成形方法概述11-12
• 1.2.1 彈性體軟模成形技術(shù)簡(jiǎn)介11-12
• 1.2.2 液壓脹形技術(shù)簡(jiǎn)介12
• 1.3 管材內(nèi)高壓成形技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用12-13
• 1.4 固體顆粒介質(zhì)成形工藝簡(jiǎn)介13-15
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 固體顆粒介質(zhì)及板材性能試驗(yàn)研究17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 固體顆粒介質(zhì)傳壓性能試驗(yàn)17-21
• 2.2.1 固體顆粒介質(zhì)傳壓性能試驗(yàn)與測(cè)試裝置18-19
• 2.2.2 固體顆粒介質(zhì)傳壓規(guī)律分析19-21
• 2.3 板材單向拉伸試驗(yàn)方案及方法21-24
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備21-22
• 2.3.2 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線22-24
• 2.4 焊縫質(zhì)量測(cè)試24-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 固體顆粒介質(zhì)成形的塑性力學(xué)分析29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 薄壁管脹形的幾何參數(shù)29-30
• 3.3 凸環(huán)管件脹形過程應(yīng)力應(yīng)變分析30-39
• 3.3.1 幾何關(guān)系的建立31-33
• 3.3.2 力平衡方程的建立33-34
• 3.3.3 自由脹形區(qū)頂點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變分析34-39
• 3.4 算例與分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 管材SGMF工藝數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 管材脹形數(shù)值仿真模型的建立41-44
• 4.2.1 幾何模型的建立41-42
• 4.2.2 材料屬性的定義42-43
• 4.2.3 接觸條件的設(shè)置和網(wǎng)格的劃分43-44
• 4.3 工藝參數(shù)對(duì)304不銹鋼凸環(huán)管件SGMF脹形工藝的影響44-50
• 4.3.1 壓頭力對(duì)管材成形性能的影響44-45
• 4.3.2 裝料高度對(duì)管材成形性能的影響45-47
• 4.3.3 管材與模具不同摩擦系數(shù)對(duì)管材脹形性能的影響47-48
• 4.3.4 脹形區(qū)長(zhǎng)度對(duì)管材脹形性能的影響48-49
• 4.3.5 凹模圓角對(duì)管材脹形性能的影響49-50
• 4.4 管端主動(dòng)補(bǔ)料下管材自由脹形數(shù)值仿真分析50-52
• 4.5 NMG介質(zhì)管材脹形工藝試驗(yàn)52-56
• 4.5.1 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)?zāi)＞?/span>53
• 4.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析53-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61

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