本文關(guān)鍵詞：304L碟形封頭沖壓成形工藝研究

  更多相關(guān)文章： 碟形封頭 馬氏體含量控制 數(shù)值模擬 回彈 試驗驗證

【摘要】：隨著國家能源戰(zhàn)略向新能源傾斜,以液氫、液氮、液化天然氣為代表的新能源產(chǎn)業(yè)近年來得到了飛速發(fā)展,奧氏體不銹鋼壓力容器作為低溫液體的重要儲運(yùn)裝備需求量越來越大,封頭作為壓力容器的重要部件,需求量也成倍增長。采用碟形封頭在壓力容器長度相同的情況下,能顯著提高容器的容積,而304L碟形封頭生產(chǎn)一直是壓力容器生產(chǎn)中的難點(diǎn)。目前在304L碟形封頭沖壓生產(chǎn)中,成形后封頭的馬氏體含量過高、回彈量較大、容易出現(xiàn)起皺和鼓包等缺陷,一直是亟待解決的問題。304L形變誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變量主要和Ms、Md以及鎳當(dāng)量有關(guān),而化學(xué)成分是影響Ms、Md和鎳當(dāng)量的重要因素。本文通過對304L進(jìn)行化學(xué)成分分析,得到了304L的化學(xué)成分含量,進(jìn)而得到Ms、Md。通過304L馬氏體轉(zhuǎn)變量標(biāo)定試驗得到了馬氏體轉(zhuǎn)變量和塑性變形量的關(guān)系,借助有限元軟件MSC.Marc得到碟形封頭不同沖壓深度時所對應(yīng)的塑性變形量,綜合考慮制定304L碟形封頭的沖壓工藝為先冷壓270mm,然后將板料凸緣部位加熱到160℃進(jìn)行第二次沖壓。通過有限元模擬研究了最大壓邊力、凸凹模間隙對封頭口徑回彈量、最小壁厚和沖壓成形載荷的影響規(guī)律。研究表明當(dāng)最大壓邊力為22000kN,凸凹模間隙為11mm,封頭成形質(zhì)量較高。通過正交試驗研究了拉深筋各參數(shù)對碟形封頭口徑回彈量的影響規(guī)律,最終發(fā)現(xiàn)拉深筋筋高h(yuǎn)對碟形封頭口徑回彈量影響最為顯著,得到最優(yōu)的拉深筋參數(shù)為筋高h(yuǎn)為20mm,拉深筋外圓角半徑為20mm,拉深筋內(nèi)圓角半徑為20mm,凹槽外圓角半徑為30mm。根據(jù)優(yōu)化后的拉深筋參數(shù)和凸凹模間隙并考慮碟形封頭的回彈量設(shè)計模具,使用優(yōu)化后的的工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場試驗,沖壓完成后測得封頭的最小壁厚為9.3mm,最大壁厚為10.3mm,馬氏體含量最高為8.6%,碟形封頭口徑回彈量為3mm,封頭的貼模性良好,曲面部分最大回彈量為1.2mm,試驗所得產(chǎn)品質(zhì)量合格,沒有鼓包、起皺等缺陷出現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：碟形封頭 馬氏體含量控制 數(shù)值模擬 回彈 試驗驗證
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 奧氏體不銹鋼12-14
• 1.2.1 奧氏體不銹鋼12-13
• 1.2.2 奧氏體不銹鋼特點(diǎn)13
• 1.2.3 304L應(yīng)變強(qiáng)化原理及應(yīng)用13-14
• 1.3 冷沖壓成形碟形封頭14-20
• 1.3.1 封頭成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 封頭特點(diǎn)與分類15-16
• 1.3.3 冷沖壓成形封頭優(yōu)點(diǎn)16-17
• 1.3.4 拉深筋的設(shè)計原則17-18
• 1.3.5 碟形封頭沖壓成形工藝18-20
• 1.4 奧氏體不銹鋼沖壓過程馬氏體含量控制20-22
• 1.4.1 形變誘發(fā)馬氏體相變機(jī)理20-22
• 1.4.2 塑性變形量對 304L碟形封頭力學(xué)性能的影響22
• 1.5 碟形封頭沖壓工藝參數(shù)優(yōu)化分析22
• 1.6 本課題研究的內(nèi)容及意義22-24
• 1.6.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.6.2 研究意義23-24
• 第2章 碟形封頭冷沖壓生產(chǎn)24-37
• 2.0 封頭沖壓成形理論24-26
• 2.1 碟形封頭貼模機(jī)理26-27
• 2.2 碟形封頭冷沖壓成形試驗27-30
• 2.2.1 封頭的尺寸及形狀27
• 2.2.2 母材的化學(xué)成分試驗27-28
• 2.2.3 試驗及測量設(shè)備28-29
• 2.2.4 沖壓試驗過程29-30
• 2.3 試驗結(jié)果分析30-35
• 2.3.1 封頭表面成形質(zhì)量30
• 2.3.2 曲面形狀30-33
• 2.3.3 封頭壁厚變化33-34
• 2.3.4 馬氏體含量變化34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第3章 碟形封頭沖壓成形有限元模擬37-46
• 3.1 有限元軟件MSC·Marc37
• 3.2 有限元模型的構(gòu)建37-40
• 3.2.1 幾何模型的建立37-38
• 3.2.2 主要參數(shù)設(shè)置38-40
• 3.3 模擬結(jié)果分析40-45
• 3.3.1 冷沖壓封頭壁厚變化40-41
• 3.3.2 冷沖壓成形封頭的塑性變形41-42
• 3.3.3 成形封頭應(yīng)力分布情況42-43
• 3.3.4 冷沖壓封頭回彈情況43-44
• 3.3.5 冷沖壓封頭沖壓載荷變化44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 碟形封頭沖壓成形馬氏體含量控制46-56
• 4.1 材料分析與試驗46-51
• 4.1.1 形變馬氏體標(biāo)定試驗46-48
• 4.1.2 金相組織分析48-51
• 4.2 碟形封頭沖壓成形馬氏體含量的控制51-55
• 4.2.1 工藝方案制定51-53
• 4.2.2 試驗結(jié)果和討論53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第5章 碟形封頭工藝參數(shù)優(yōu)化56-72
• 5.1 35.1壓邊力對碟形封頭的影響規(guī)律56-60
• 5.1.1 壓邊力對封頭貼模性的影響56-58
• 5.1.2 壓邊力對封頭壁厚的影響58-59
• 5.1.3 最大壓邊力對沖壓成形載荷的影響59-60
• 5.2 凸凹模間隙對碟形封頭的影響規(guī)律60-63
• 5.2.1 凸凹模間隙對封頭回彈量的影響60-61
• 5.2.2 凸凹模間隙對封頭壁厚減薄量的影響61-62
• 5.2.3 凸凹模間隙對封頭成形載荷的影響62-63
• 5.3 拉延筋各參數(shù)對封頭沖壓成形質(zhì)量的影響63-66
• 5.3.1 正交設(shè)計法原理63
• 5.3.2 正交試驗設(shè)計63-64
• 5.3.3 數(shù)值模擬優(yōu)化分析64-66
• 5.4 試驗驗證66-71
• 5.4.1 毛坯尺寸的確定66-67
• 5.4.2 模具設(shè)計67-68
• 5.4.3 成形封頭壁厚變化68-69
• 5.4.4 成形封頭馬氏體含量檢測69-70
• 5.4.5 成形封頭回彈量檢測70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果78-79
• 致謝79-80

【相似文獻(xiàn)】

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