本文關(guān)鍵詞：雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型工藝研究

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【摘要】：雙金屬?gòu)?fù)合管是通過(guò)一定塑性變形或連接技術(shù)使兩種不同材料的金屬管件緊密結(jié)合在一起的新型復(fù)合管材,相對(duì)于單一金屬管材,雙金屬?gòu)?fù)合管充分利用了兩種管材的優(yōu)良性能,得到了廣泛的應(yīng)用。雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型具有工藝簡(jiǎn)單,逐漸加壓成型,管內(nèi)表面無(wú)刮擦或破壞現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn),并且是利用金屬本身的材料屬性使管件實(shí)現(xiàn)復(fù)合,是一種綠色加工技術(shù)。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型工藝研究。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)彈塑性理論,分析了雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型過(guò)程中襯管與基管的應(yīng)力變形關(guān)系,由變形協(xié)調(diào)條件得到了管層間接觸壓力和殘余接觸壓力關(guān)于脹接內(nèi)壓力的解析解,以及脹接內(nèi)壓力的選擇范圍。并利用實(shí)驗(yàn)和ABAQUS有限元分析軟件驗(yàn)證了雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型的理論解析解。(2)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案,選取襯管外內(nèi)經(jīng)之比、基管外內(nèi)徑之比、管層間初始間隙、管件長(zhǎng)度、保壓時(shí)間作為試驗(yàn)因素,為每個(gè)試驗(yàn)因素確定三種水平。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀分析和方差分析,得到在雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型過(guò)程中各試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)殘余接觸壓力和壁厚分布均勻性指數(shù)的影響程度,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)脹接工藝參數(shù)的優(yōu)化。(3)研究了溫度載荷對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管管層間接觸壓力的影響,分析了在熱加載狀態(tài)下復(fù)合管存在臨界屈服溫度,在熱卸載狀態(tài)下復(fù)合管存在臨界分層溫度,對(duì)復(fù)合管進(jìn)行力學(xué)分析,推導(dǎo)出了復(fù)合管工作溫度范圍。利用ABAQUS有限元分析軟件驗(yàn)證了復(fù)合管工作溫度范圍。分析了殘余接觸壓力、工作壓力、管件線膨脹系數(shù)、襯管壁厚、基管壁厚對(duì)復(fù)合管使用溫度范圍的影響。本文對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型工藝的研究,研究成果為雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型生產(chǎn)和使用提供了理論依據(jù)與工藝規(guī)范,具有一定的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：雙金屬?gòu)?fù)合管 液壓脹接成型 殘余接觸壓力 溫度載荷 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG394
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 雙金屬?gòu)?fù)合管成型工藝的研究9-14
• 1.1.1 機(jī)械復(fù)合成型工藝9-12
• 1.1.2 冶金復(fù)合成型工藝12-14
• 1.2 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓成型技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 復(fù)合管液壓成型理論研究進(jìn)展14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外雙金屬?gòu)?fù)合管液壓成形工藝發(fā)展歷程和研究概況15-17
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 2 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型彈塑性力學(xué)分析18-29
• 2.1 機(jī)械復(fù)合成型工藝基本原理分析18-19
• 2.2 當(dāng)量屈服強(qiáng)度的確定19-21
• 2.2.1 雙金屬?gòu)?fù)合管塑性脹接過(guò)程圖解法簡(jiǎn)介19-20
• 2.2.2 當(dāng)量屈服強(qiáng)度的圖解說(shuō)明20-21
• 2.3 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型過(guò)程彈塑性力學(xué)分析21-26
• 2.3.1 基本假設(shè)21-22
• 2.3.2 襯管彈塑性變形階段22-24
• 2.3.3 基管加載階段24-25
• 2.3.4 卸載階段25-26
• 2.4 實(shí)例分析26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型數(shù)值模擬29-37
• 3.1 有限元模型的建立及邊界條件的處理29-31
• 3.1.1 復(fù)合管液壓脹接成型的有限元簡(jiǎn)化模型29
• 3.1.2 有限元網(wǎng)格生成29-30
• 3.1.3 邊界條件和載荷處理30-31
• 3.2 數(shù)值模擬及結(jié)果比較31-34
• 3.2.1 接觸壓力與脹接內(nèi)壓力的關(guān)系驗(yàn)證31-33
• 3.2.2 殘余接觸壓力與脹接內(nèi)壓力的關(guān)系驗(yàn)證33-34
• 3.3 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型實(shí)驗(yàn)34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹接成型工藝優(yōu)化37-47
• 4.1 工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)37-39
• 4.1.1 試驗(yàn)指標(biāo)37-38
• 4.1.2 試驗(yàn)因素38
• 4.1.3 因素水平38
• 4.1.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)38-39
• 4.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析與討論39-44
• 4.2.1 直觀分析39-43
• 4.2.2 方差分析43-44
• 4.3 優(yōu)化方案的模擬分析44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 5 溫度載荷對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管管層間接觸壓力的影響47-59
• 5.1 線膨脹系數(shù)和溫度變化對(duì)管層間接觸壓力的影響47
• 5.2 熱加載狀態(tài)下復(fù)合管力學(xué)分析47-51
• 5.2.1 溫度載荷與熱壓力之間的關(guān)系47-49
• 5.2.2 工作壓力作用下復(fù)合管受力分析49-50
• 5.2.3 臨界屈服溫度計(jì)算50-51
• 5.3 熱卸載狀態(tài)下復(fù)合管力學(xué)分析51-52
• 5.4 溫度載荷影響數(shù)值模擬52-54
• 5.5 復(fù)合管工作溫度范圍影響因素分析54-58
• 5.5.1 殘余接觸壓力對(duì)復(fù)合管工作溫度范圍的影響54-55
• 5.5.2 工作壓力對(duì)復(fù)合管工作溫度范圍的影響55
• 5.5.3 管件線膨脹系數(shù)對(duì)復(fù)合管工作溫度范圍的影響55-56
• 5.5.4 襯管壁厚對(duì)復(fù)合管工作溫度范圍的影響56-57
• 5.5.5 基管壁厚對(duì)復(fù)合管工作溫度范圍的影響57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 附錄66
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的研究項(xiàng)目66
• B. 實(shí)習(xí)經(jīng)歷66

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