不銹鋼基雙金屬管旋壓復合成形工藝及性能研究
發(fā)布時間:2022-12-17 23:05
隨著科技的快速發(fā)展,管材的應用面臨著服役要求更加嚴峻、工況載荷更加復雜的狀況,普通的單金屬管由于材料屬性較為單一已很難滿足更高性能的要求。雙金屬復合管兼具兩種材料的性能特點,同時憑借其較低的成本,越來越受到各行各業(yè)的重視。現(xiàn)今有許多可用于制備雙金屬復合管的成形方法,而旋壓工藝作為一種低成本、低載荷、高效率的柔性塑性成形技術(shù),在制備高性能要求的雙金屬復合管方面具有巨大潛力。本文采用旋壓成形技術(shù)制備了304/Ti和20#/304雙金屬管,探究了旋壓成形過程中基管和襯管的復合機制,并采用數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法,深入研究了成形參數(shù)對旋壓復合雙金屬管的尺寸變化以及性能的影響規(guī)律,探索了進一步提升旋壓雙金屬管管間結(jié)合性能的方法。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于金屬彈塑性力學理論,構(gòu)建了旋壓雙金屬管平面力學模型,通過對旋壓成形過程中兩層管料所受應力的解析和推導,揭示了基管和襯管旋壓復合的成形機理,分析了影響管間復合的因素,獲得了不同雙金屬管能否進行旋壓復合的判定準則。(2)開展了304/Ti、20#/304雙金屬管的旋壓工藝研究,確定了雙金屬管旋壓的成形方式,設(shè)計了適用于雙金屬管旋壓復合的工...
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 雙金屬復合管的特點及發(fā)展應用現(xiàn)狀
1.2.1 雙金屬復合管的特點
1.2.2 雙金屬復合管發(fā)展應用現(xiàn)狀
1.3 雙金屬復合管的成形工藝以及研究現(xiàn)狀
1.4 雙金屬管塑性成形理論研究進展
1.5 旋壓技術(shù)及其在雙金屬管成形中的研究進展
1.6 課題的主要研究內(nèi)容和意義
1.6.1 本課題的研究內(nèi)容
1.6.2 本課題的研究意義
1.6.3 技術(shù)路線
第二章 雙金屬管旋壓復合成形機理研究
2.1 雙金屬管旋壓復合的力學分析
2.2 雙金屬管旋壓復合的判定
2.3 旋壓復合的影響因素分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 不銹鋼基雙金屬管旋壓工藝性研究
3.1 雙金屬管實驗材料
3.1.1 實驗材料選擇
3.1.2 管坯的尺寸
3.1.3 選用材料的雙金屬管可成形性的判定
3.2 雙金屬管的旋壓方式及工裝設(shè)計
3.2.1 雙金屬管的旋壓方式
3.2.2 旋壓復合的工裝設(shè)計
3.3 旋壓工藝參數(shù)的選擇
3.4 本章小結(jié)
第四章 不銹鋼基雙金屬管旋壓工藝數(shù)值模擬研究
4.1 有限元模擬軟件及相關(guān)設(shè)置
4.1.1 軟件簡介
4.1.2 材料模型的建立
4.1.3 有限元模型建立以及參數(shù)設(shè)置
4.1.4 模擬的驗證
4.2 雙金屬管旋壓基管和襯管的應力情況
4.3 成形參數(shù)對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.1 旋輪進給量對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.2 主軸轉(zhuǎn)速對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.3 下壓量對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 不銹鋼基雙金屬管旋壓成形結(jié)合性能研究
5.1 雙金屬管結(jié)合性能分析方法
5.2 成形參數(shù)對管間結(jié)合性能的影響
5.2.1 成形參數(shù)正交試驗設(shè)計
5.2.2 正交試驗的方差分析
5.3 道次數(shù)對管間結(jié)合性能的影響
5.4 道次間下壓量的差異對管間結(jié)合性能的影響
5.5 管間結(jié)合性能優(yōu)化
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]帶壁厚偏差的無縫鋼管推壓-拉拔復合縮徑[J]. 劉超,王連東,劉恒,高緣,王志鵬. 中國機械工程. 2018(11)
[2]海洋油氣輸送用雙金屬復合管安裝現(xiàn)狀與趨勢[J]. 楊專釗,魏偉榮,劉騰躍,王高峰,李安強,盧衛(wèi)卓. 石油管材與儀器. 2017(02)
[3]《內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管規(guī)范》SY/T6623-2012的推薦[J]. 常永剛,吳金輝,余國民,張圣光. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(04)
[4]低碳鋼薄壁焊管液壓脹形行為[J]. 謝文才,苑世劍. 材料工程. 2017(01)
[5]雙金屬復合管液壓脹形過程的受力分析[J]. 鄭茂盛,高航,滕海鵬,胡軍,田忠,趙淵. 焊管. 2016(09)
[6]超大口徑雙金屬復合管材熱軋工藝研究[J]. 黃云,張友鵬,崔邛,楊旭. 四川冶金. 2016(03)
[7]海底油氣輸送用雙金屬復合管研發(fā)現(xiàn)狀與展望[J]. 魏斌,李鶴林,李發(fā)根. 油氣儲運. 2016(04)
[8]國內(nèi)外雙金屬復合管研究現(xiàn)狀[J]. 王純,畢宗岳,張萬鵬,楊耀斌,韓茈晨. 焊管. 2015(12)
[9]基于交互作用正交試驗的板料成形工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 安治國,李正芳,郭秋華. 熱加工工藝. 2015(13)
[10]雙金屬復合管成形工藝研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王永飛,趙升噸,張晨陽. 鍛壓裝備與制造技術(shù). 2015(03)
博士論文
[1]金屬板料漸進成形性能的研究[D]. GHULAMHUSSAIN.南京航空航天大學 2008
碩士論文
[1]基于彎曲量的曲母線件多道次軌跡規(guī)劃及變進給旋壓方法研究[D]. 李飛.浙江大學 2016
[2]異形件旋壓技術(shù)研究[D]. 許強.沈陽航空航天大學 2015
[3]雙金屬管復合旋壓的界面熱阻效應及成形工藝研究[D]. 王悅.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]銅鋁復合管材滾珠旋壓成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 姬小蘭.哈爾濱工程大學 2014
[5]金屬復合管強力旋壓工藝研究[D]. 潘毓濱.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]基于ABAQUS的位移約束結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法研究[D]. 張新超.長沙理工大學 2012
本文編號:3720828
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 雙金屬復合管的特點及發(fā)展應用現(xiàn)狀
1.2.1 雙金屬復合管的特點
1.2.2 雙金屬復合管發(fā)展應用現(xiàn)狀
1.3 雙金屬復合管的成形工藝以及研究現(xiàn)狀
1.4 雙金屬管塑性成形理論研究進展
1.5 旋壓技術(shù)及其在雙金屬管成形中的研究進展
1.6 課題的主要研究內(nèi)容和意義
1.6.1 本課題的研究內(nèi)容
1.6.2 本課題的研究意義
1.6.3 技術(shù)路線
第二章 雙金屬管旋壓復合成形機理研究
2.1 雙金屬管旋壓復合的力學分析
2.2 雙金屬管旋壓復合的判定
2.3 旋壓復合的影響因素分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 不銹鋼基雙金屬管旋壓工藝性研究
3.1 雙金屬管實驗材料
3.1.1 實驗材料選擇
3.1.2 管坯的尺寸
3.1.3 選用材料的雙金屬管可成形性的判定
3.2 雙金屬管的旋壓方式及工裝設(shè)計
3.2.1 雙金屬管的旋壓方式
3.2.2 旋壓復合的工裝設(shè)計
3.3 旋壓工藝參數(shù)的選擇
3.4 本章小結(jié)
第四章 不銹鋼基雙金屬管旋壓工藝數(shù)值模擬研究
4.1 有限元模擬軟件及相關(guān)設(shè)置
4.1.1 軟件簡介
4.1.2 材料模型的建立
4.1.3 有限元模型建立以及參數(shù)設(shè)置
4.1.4 模擬的驗證
4.2 雙金屬管旋壓基管和襯管的應力情況
4.3 成形參數(shù)對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.1 旋輪進給量對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.2 主軸轉(zhuǎn)速對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.3.3 下壓量對雙金屬管壁厚變化和尺寸精度的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 不銹鋼基雙金屬管旋壓成形結(jié)合性能研究
5.1 雙金屬管結(jié)合性能分析方法
5.2 成形參數(shù)對管間結(jié)合性能的影響
5.2.1 成形參數(shù)正交試驗設(shè)計
5.2.2 正交試驗的方差分析
5.3 道次數(shù)對管間結(jié)合性能的影響
5.4 道次間下壓量的差異對管間結(jié)合性能的影響
5.5 管間結(jié)合性能優(yōu)化
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]帶壁厚偏差的無縫鋼管推壓-拉拔復合縮徑[J]. 劉超,王連東,劉恒,高緣,王志鵬. 中國機械工程. 2018(11)
[2]海洋油氣輸送用雙金屬復合管安裝現(xiàn)狀與趨勢[J]. 楊專釗,魏偉榮,劉騰躍,王高峰,李安強,盧衛(wèi)卓. 石油管材與儀器. 2017(02)
[3]《內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管規(guī)范》SY/T6623-2012的推薦[J]. 常永剛,吳金輝,余國民,張圣光. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(04)
[4]低碳鋼薄壁焊管液壓脹形行為[J]. 謝文才,苑世劍. 材料工程. 2017(01)
[5]雙金屬復合管液壓脹形過程的受力分析[J]. 鄭茂盛,高航,滕海鵬,胡軍,田忠,趙淵. 焊管. 2016(09)
[6]超大口徑雙金屬復合管材熱軋工藝研究[J]. 黃云,張友鵬,崔邛,楊旭. 四川冶金. 2016(03)
[7]海底油氣輸送用雙金屬復合管研發(fā)現(xiàn)狀與展望[J]. 魏斌,李鶴林,李發(fā)根. 油氣儲運. 2016(04)
[8]國內(nèi)外雙金屬復合管研究現(xiàn)狀[J]. 王純,畢宗岳,張萬鵬,楊耀斌,韓茈晨. 焊管. 2015(12)
[9]基于交互作用正交試驗的板料成形工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 安治國,李正芳,郭秋華. 熱加工工藝. 2015(13)
[10]雙金屬復合管成形工藝研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王永飛,趙升噸,張晨陽. 鍛壓裝備與制造技術(shù). 2015(03)
博士論文
[1]金屬板料漸進成形性能的研究[D]. GHULAMHUSSAIN.南京航空航天大學 2008
碩士論文
[1]基于彎曲量的曲母線件多道次軌跡規(guī)劃及變進給旋壓方法研究[D]. 李飛.浙江大學 2016
[2]異形件旋壓技術(shù)研究[D]. 許強.沈陽航空航天大學 2015
[3]雙金屬管復合旋壓的界面熱阻效應及成形工藝研究[D]. 王悅.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]銅鋁復合管材滾珠旋壓成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 姬小蘭.哈爾濱工程大學 2014
[5]金屬復合管強力旋壓工藝研究[D]. 潘毓濱.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]基于ABAQUS的位移約束結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法研究[D]. 張新超.長沙理工大學 2012
本文編號:3720828
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