本文關(guān)鍵詞：輕量化輸電金具新工藝及高強鋼多層板熱成形研究

  更多相關(guān)文章： 熱成形 高強鋼 電力連接金具 多層板 輕量化 模具設(shè)計

【摘要】：現(xiàn)如今,輕量化、節(jié)能、高效性已成為各工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,許多產(chǎn)業(yè)(如汽車、航空、醫(yī)療器械、電力電網(wǎng))對于新材料、新工藝的需求越來越高,而這種趨勢在我國電力行業(yè)的發(fā)展上尤為明顯。未來幾十年我國高壓輸變電線路領(lǐng)域?qū)⒂瓉砬八从械陌l(fā)展機遇,同時也對輸電線路金具的制造技術(shù)提出巨大挑戰(zhàn)。我國電力金具產(chǎn)品采用新材料,提高材質(zhì)的強度,減輕零件重量的需求顯得非常迫切。傳統(tǒng)高壓輸電線路連接金具制造工藝復(fù)雜,零件表面粗糙,消耗鋼材多,承載性能差、金具的自身重量增大桿塔的負重載荷。本文基于熱沖壓成形技術(shù),提出多層高強鋼薄板熱成形新工藝,采用經(jīng)熱沖壓工序生產(chǎn)出的高性能超高強硼鋼多層板結(jié)構(gòu),代替原來的掛板金具本體,利用淬火超高強鋼材料重量輕、強度性能大等優(yōu)勢,達到實現(xiàn)電力金具高性能、輕量化的目的。本文根據(jù)新型輕量化超高強鋼多層疊層板金具的加工工藝,對疊層結(jié)構(gòu)中深U形零件的熱成形進行了熱-力-相變耦合數(shù)值模擬,板料與模具間良好的接觸熱導(dǎo)是熱成形獲得全馬氏體超高強鋼的重要保證。通過有限元力學(xué)分析、電磁特性分析,驗證了新型多層板金具的應(yīng)用可靠性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),疊層結(jié)構(gòu)有利于改善過流金具的電磁損耗;掛板本體采用四層或五層高性能淬火硼鋼堆疊結(jié)構(gòu),層板間施加穩(wěn)固約束,對多層板金具在大承載狀態(tài)下的應(yīng)力分布、形變撓度有大幅度改善。通過對雙層和三層板平模熱成形實驗研究發(fā)現(xiàn),多層板熱成形傳熱過程受界面接觸壓強的重要影響。多層板的內(nèi)外板層在強度和塑性特性上呈現(xiàn)很大差異,SEM掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),三層多層板的外層微觀組織演變程度明顯強于內(nèi)層板。后續(xù)進行了回火實驗,總結(jié)出優(yōu)化多層板件強度與塑性綜合指標(biāo)的工藝方案。在研究結(jié)論前提下,以雙層1.8mm疊層板熱成形為實踐指導(dǎo),依據(jù)疊層結(jié)構(gòu)中深U形零件的特點,設(shè)計一整套多層板熱彎曲成形模具,試驗得到高精度、高強度性能均一的多層板U形件,為輕量化、高性能電力連接金具的實際生產(chǎn)和工程應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：熱成形 高強鋼 電力連接金具 多層板 輕量化 模具設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 高強鋼多層板熱成形技術(shù)10-12
• 1.3 多層板成形研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 選題背景及意義15-16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 2 輕量化輸電連接金具的設(shè)計與模擬研究17-40
• 2.1 引言17-18
• 2.2 高強鋼多層堆疊板金具結(jié)構(gòu)18-21
• 2.3 金具結(jié)構(gòu)力學(xué)分析21-28
• 2.4 多層板金具電磁特性28-32
• 2.5 熱沖壓彎曲數(shù)值模擬32-38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 3 高強鋼多層板熱成形基礎(chǔ)實驗40-63
• 3.1 引言40
• 3.2 多層板熱成形傳熱特性40-45
• 3.3 多層板熱成形實驗45-49
• 3.4 性能測試與微觀分析49-57
• 3.5 回火實驗分析與討論57-61
• 3.6 本章小結(jié)61-63
• 4 多層板熱彎曲模具設(shè)計與驗證63-75
• 4.1 引言63
• 4.2 模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計63-67
• 4.3 模塊的結(jié)構(gòu)與布置67-68
• 4.4 斜楔機構(gòu)的設(shè)計與作用68-70
• 4.5 模具運動關(guān)系分析70-71
• 4.6 多層板熱彎曲成形試驗71-74
• 4.7 本章小結(jié)74-75
• 5 總結(jié)與展望75-78
• 5.1 全文總結(jié)75-77
• 5.2 研究展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-84
• 附錄I 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的論文84

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本文編號：994799