本文關鍵詞：不銹鋼凸環(huán)管件固體顆粒介質成形工藝變形分析

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【摘要】：固體顆粒介質成形工藝(Solid Granule Medium Forming Technology,簡稱SGMF工藝)是采用可流動、散粒狀的顆粒作為傳力介質代替剛性模及現有軟模介質的作用,實現輕合金管、板材構件成形。該工藝具有顆粒介質易于密封、壓力建立簡便、內壓非均勻分布、與坯料接觸產生有益摩擦作用等優(yōu)點,該工藝的研發(fā)為高強度、低塑性、難變形管材以及復雜形狀、高尺寸精度和表面質量要求高的構件的成形制造提供了新的技術和手段,具有廣闊的應用前景。本文在304不銹鋼管材材料力學性能試驗分析和固體顆粒介質傳壓規(guī)律研究的基礎上,建立了均布內壓下的理論分析模型,考慮顆粒介質與管材之間摩擦力的影響,對管材在顆粒介質作用下的塑性變形進行研究,對自由變形區(qū)頂點處的應力、應變進行分析,推導出任意成形高度最大徑點處的壁厚值及成形內壓,并進行實驗驗證。運用有限元分析軟件ABAQUS建立了凸環(huán)管件SGMF脹形數值仿真模型,分別討論了管件脹形過程中管端自由和主動進給條件對成形的影響,運用數值仿真和試驗相結的方法,分析了壓頭加載、顆粒介質填裝量、摩擦條件、變形區(qū)幾何特征等工藝參數對成形性能的影響。通過管件SGMF工藝的研究表明,基于圓函數理論分析模型和以凸環(huán)件脹形為基礎的工藝數值仿真,對于成形管件的成形內壓、壁厚分布和輪廓形狀等關鍵參量的分析和預測與工藝試驗吻合較好,為固體顆粒介質成形技術在管件成形的實際應用方面提供了可靠的理論依據和數據支撐。
【關鍵詞】：內高壓成形 顆粒介質 管材 數值模擬
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源及背景10-11
• 1.2 管材內高壓成形方法概述11-12
• 1.2.1 彈性體軟模成形技術簡介11-12
• 1.2.2 液壓脹形技術簡介12
• 1.3 管材內高壓成形技術的發(fā)展及應用12-13
• 1.4 固體顆粒介質成形工藝簡介13-15
• 1.5 主要研究內容15-17
• 第2章 固體顆粒介質及板材性能試驗研究17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 固體顆粒介質傳壓性能試驗17-21
• 2.2.1 固體顆粒介質傳壓性能試驗與測試裝置18-19
• 2.2.2 固體顆粒介質傳壓規(guī)律分析19-21
• 2.3 板材單向拉伸試驗方案及方法21-24
• 2.3.1 實驗材料與設備21-22
• 2.3.2 真實應力應變曲線22-24
• 2.4 焊縫質量測試24-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 固體顆粒介質成形的塑性力學分析29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 薄壁管脹形的幾何參數29-30
• 3.3 凸環(huán)管件脹形過程應力應變分析30-39
• 3.3.1 幾何關系的建立31-33
• 3.3.2 力平衡方程的建立33-34
• 3.3.3 自由脹形區(qū)頂點應力應變分析34-39
• 3.4 算例與分析39-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第4章 管材SGMF工藝數值仿真與實驗研究41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 管材脹形數值仿真模型的建立41-44
• 4.2.1 幾何模型的建立41-42
• 4.2.2 材料屬性的定義42-43
• 4.2.3 接觸條件的設置和網格的劃分43-44
• 4.3 工藝參數對304不銹鋼凸環(huán)管件SGMF脹形工藝的影響44-50
• 4.3.1 壓頭力對管材成形性能的影響44-45
• 4.3.2 裝料高度對管材成形性能的影響45-47
• 4.3.3 管材與模具不同摩擦系數對管材脹形性能的影響47-48
• 4.3.4 脹形區(qū)長度對管材脹形性能的影響48-49
• 4.3.5 凹模圓角對管材脹形性能的影響49-50
• 4.4 管端主動補料下管材自由脹形數值仿真分析50-52
• 4.5 NMG介質管材脹形工藝試驗52-56
• 4.5.1 試驗設備及試驗模具53
• 4.5.2 試驗結果分析53-56
• 4.6 本章小結56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-61
• 致謝61

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本文編號：616138