本文關(guān)鍵詞：套管頭多向模鍛成形工藝研究

  更多相關(guān)文章： 套管頭 鍛態(tài)42CrMo鋼 多向模鍛 數(shù)值模擬 成形工藝

【摘要】：井口裝置是石油開采行業(yè)中至關(guān)重要的設(shè)備,而套管頭則是連接井口和套管間的關(guān)鍵裝置。隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,石油資源供不應(yīng)求和開采率低的現(xiàn)狀,對套管頭的質(zhì)量和需求量也提出了更高層次的要求。因此,在套管頭生產(chǎn)過程中,提高材料利用率和零件生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,并改善鍛件力學(xué)性能,顯得尤其迫切。本文首先介紹了國內(nèi)外閥體鍛件的研究現(xiàn)狀和多向模鍛工藝的發(fā)展歷程,利用熱力模擬試驗(yàn)裝置獲得鍛態(tài)42CrMo鋼的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線,轉(zhuǎn)成Key文件導(dǎo)入Deform-3D中作為工件的模擬材料,研究該材料高溫變形過程的本構(gòu)方程。分別針對單、雙套管頭鍛件形狀結(jié)構(gòu)和多向模鍛特點(diǎn)制定加工工藝路線,并擬定多種多向模鍛成形方案,通過UG建立三維模型,導(dǎo)入Deform軟件進(jìn)行有限元模擬。通過分析各個方案中套管頭鍛件成形效果、缺陷成因和成形力等因素,分別優(yōu)選并確定單、雙法蘭套管頭鍛件合理的成形道次、模具結(jié)構(gòu)、坯料尺寸和模具加載方式,最終獲得兩種鍛件各自的最優(yōu)成形方案,在盡量保證成形力小、模具使用壽命高和金屬流線分布合理的情況下,能夠有效避免折疊、充不滿和毛刺等缺陷。研究最優(yōu)方案中套管頭鍛件成形過程中典型時刻的應(yīng)變場、溫度場、金屬流動速度場、模具時間-載荷和模具應(yīng)力的變化規(guī)律,來進(jìn)一步驗(yàn)證最優(yōu)方案的可靠性和安全性。通過軟件模擬分析上述內(nèi)容,分別得出一種適合單、雙套管頭鍛件的新型生產(chǎn)工藝,并總結(jié)成形道次、模具結(jié)構(gòu)、坯料尺寸和模具加載路徑的優(yōu)缺點(diǎn)和規(guī)律,為工廠利用多向模鍛工藝實(shí)際生產(chǎn)類似套管頭提供了理論依據(jù)和參考指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：套管頭 鍛態(tài)42CrMo鋼 多向模鍛 數(shù)值模擬 成形工藝
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG316
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 套管頭介紹11
• 1.2 閥體類零件國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 多向模鍛成形技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展歷程12-14
• 1.4 數(shù)值模擬在鍛造領(lǐng)域的應(yīng)用14-15
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.6 本章小結(jié)16-18
• 第二章 鍛態(tài) 42CrMo鋼試樣制備及熱變形行為研究18-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備Gleeble-1500D熱力模擬機(jī)的簡介18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法19-21
• 2.2.1 試樣制備19
• 2.2.2 高溫?zé)釅嚎s實(shí)驗(yàn)19-21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析21-27
• 2.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線21-22
• 2.3.2 熱壓縮實(shí)驗(yàn)金相圖22
• 2.3.3 高溫塑性本構(gòu)方程的確定22-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 單法蘭套管頭多向模鍛成形工藝28-46
• 3.1 多向模鍛成形工藝分析28-30
• 3.1.1 分模面28
• 3.1.2 余量與公差28-29
• 3.1.3 圓角半徑29
• 3.1.4 拔模斜度29
• 3.1.5 連皮設(shè)計29
• 3.1.6 坯料體積選擇29-30
• 3.2 單法蘭套管頭多向模鍛有限元模型建立30-33
• 3.2.1 鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有限元模型建立30-31
• 3.2.2 多向模鍛擠壓力和合模力的計算31-32
• 3.2.3 參數(shù)設(shè)置32-33
• 3.3 有限元模擬結(jié)果分析33-38
• 3.3.1 模具結(jié)構(gòu)對成形的影響33-35
• 3.3.2 坯料尺寸對成形的影響35-36
• 3.3.3 模具加載路徑對成形的影響36-38
• 3.4 最佳工藝模擬結(jié)果分析38-44
• 3.4.1 等效應(yīng)變分析38-39
• 3.4.2 溫度場分析39-41
• 3.4.3 金屬流動分析41-42
• 3.4.4 時間-載荷分析42-43
• 3.4.5 模具應(yīng)力分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 雙法蘭套管頭多向模鍛成形工藝46-62
• 4.1 多向模鍛成形工藝分析46
• 4.2 雙法蘭套管頭多向模鍛有限元模型建立46-48
• 4.2.1 鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有限元模型建立46-47
• 4.2.2 多向模鍛擠壓力和合模力的計算47
• 4.2.3 參數(shù)設(shè)置47-48
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析48-54
• 4.3.1 成形道次對成形的影響48-49
• 4.3.2 模具結(jié)構(gòu)對成形的影響49-51
• 4.3.3 坯料尺寸對成形的影響51-52
• 4.3.4 模具加載路徑對成形的影響52-54
• 4.4 最佳工藝模擬結(jié)果分析54-59
• 4.4.1 等效應(yīng)變分析54-55
• 4.4.2 溫度場分析55-56
• 4.4.3 金屬流動分析56-57
• 4.4.4 時間-載荷分析57-58
• 4.4.5 模具應(yīng)力分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-62
• 第五章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-71

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本文編號：842638