收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

椭圆形封头冷冲压成形残余影响及其表征方法研究

王珂  
【摘要】:随着经济的快速增长和工业化的持续推进,奥氏体不锈钢制压力容器的需求越来越大,其封头常采用冷冲压成形的椭圆形封头。冷冲压椭圆形封头因其具有成形性能好、成形精度高以及能够实现批量生产等优点而被广泛运用。冷冲压工艺会对封头造成残余影响,主要体现在板料的塑性变形以及厚度变化两方面。塑性变形会诱发奥氏体不锈钢产生马氏体相变,材料强度、硬度增加的同时,塑性、韧性也会下降。冷冲压后封头上材料的力学性能也会根据所在位置的塑性变形发生不同程度的改变。目前,国内外标准给出的椭圆形封头塑性变形预测公式仅是针对封头的最大塑性变形,并不能全面反映封头冷冲压残余影响。冷冲压导致的材料力学性能以及壁厚的变化均有可能影响容器的安全服役,近年来封头失效的案例也确有发生,因此,研究封头冷冲压残余影响、建立考虑封头冷冲压残余影响的容器分析方法具有重要的现实意义,以保证容器设计的安全可靠。在浙江省重点科技创新团队项目(项目编号2010R50001)、中央高校基本科研业务费专项资金(项目编号2014FZA4024)、中国博士后科学基金(项目编号2014M551731)等的支持下,本文针对奥氏体不锈钢标准椭圆形封头冷冲压残余影响及其表征的问题,完成了以下工作:(1)利用ABAQUS建立了冷冲压过程的数值仿真方法,通过对不同规格的封头进行冷冲压成形模拟,得到了封头塑性变形分布规律以及厚度变化规律,建立了相应的公式预测方法。(2)分析了在成形次数、模具倒角、板料直径以及材料本构不同的条件下,封头冷冲压残余影响的变化规律。结果表明:多次成形与材料本构对于封头塑性变形的影响不大;模具倒角越大,塑性变形越小,直径越小的封头所受影响越明显;板料直径增大,封头塑性变形会随之增加。(3)开展了封头冷冲压成形试验研究,将试验测量得到的封头经向、环向以及厚度方向的塑性变形与数值仿真以及预测公式的计算结果相比较,发现两者的计算结果能够较好地吻合试验数据,因此,这两种方法的计算结果是可靠的。(4)建立了考虑封头冷冲压残余影响的两种容器建模方法:通过导入冲压模拟结果,在ANSYS中重新构建封头模型,能够最大程度还原冷冲压成形数值仿真的计算结果,但过程相对复杂,适合结构简单的容器;利用冷冲压残余影响预测公式简化封头建模方法,能在保证计算精度的前提下,简化建模步骤,具有更广的适用性。(5)通过容器的应变强化试验,测量了封头及筒体上应变随压力的变化情况,并将数据与考虑封头冷冲压残余影响容器建模方法的计算结果进行比较,试验数据与模拟结果基本吻合,证明建模方法是合理的。(6)逐一分析了封头厚度变化及材料力学性能变化对容器有限元分析的影响。结果表明:考虑材料力学性能变化时,由于冷冲压提升了材料的屈服强度,使得封头在强化压力的作用下仍处于弹性段,变形大幅减小;根据封头厚度变化规律建模时,封头在强化压力下的应变有所增加;考虑冷冲压残余影响时,除封头顶部区域,其他区域在强化压力下并未出现新的塑性变形。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;石油化工设备的封头制造工艺[J];化工炼油机械通讯;1973年03期
2 ;封头锻压机[J];化工炼油机械通讯;1975年02期
3 ;纤维缠绕技术和设备 七 封头缠绕[J];玻璃钢资料;1977年01期
4 陆惠忠;;薄壁封头皱折的消除[J];锻压机械;1978年01期
5 苏志童;;薄壁封头的压制[J];机械工人;1982年08期
6 ;封头中心角计算[J];玻璃钢资料;1975年03期
7 袁明可;;薄壁封头失稳设计[J];压力容器;1985年06期
8 陈少华;;废封头的利用[J];机械工人;1985年07期
9 吕延茂;椭圆形封头瓣片的展开计算[J];石油化工设备;1986年07期
10 宋慧刚;;热压封头有关问题的探讨[J];机械工人;1988年11期
11 潘建尧;标准椭圆形封头允许最大形状偏差值讨论[J];化工设备设计;1992年03期
12 丁伯民;近似椭圆形封头等效代替标准椭圆形封头的可能性与条件[J];化工设备设计;1992年06期
13 曹锦荣;锥形封头参数计算[J];石油化工设备;1998年06期
14 顾才生,江始兵,邓建德,梅燕平,钱金元,孙国荣,杜娟,巢建伟,陆燕;封头安全经济合理的成形厚度[J];压力容器;2000年03期
15 刘新华;自动封头机的设计与效果[J];湖南造纸;2000年02期
16 王俊,孙佰超;薄壁封头的压制方法[J];煤炭技术;2001年07期
17 李业勤;也谈凸形封头等效代替[J];石油化工设备;2001年06期
18 刘传宝,王秀英;成型椭圆形封头全样板检查[J];石油化工设备;2001年S1期
19 殷殷,周锡春;封头自动磨光机的设计[J];中国搪瓷;2002年03期
20 鲜朝佐,李月新,何剑华;关于封头形状尺寸允许偏差的讨论[J];石油机械;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲜朝佐;骆晓玲;李月新;孙春生;李国森;梁永莲;;内压椭圆形和碟形封头的现状及标准评述[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
2 孔伯汉;;锅炉用封头其扳边直段长度的选取问题探讨[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
3 张芝亭;顾才生;王健;周广;邓建德;;筒体和封头同时加工应具备的条件分析[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
4 胡钜才;;论玻璃钢半椭球封头应变分析[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年
5 高炳军;谷芳;张云肖;王俊宝;;碟形封头应力状况的有限元分析[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
6 佟丽莉;梁岩;张岩;陈辉;;封头曲面形式对纤维缠绕薄壁内压容器性能影响研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
7 闫胜昝;高炳军;王俊宝;;折边锥形封头过渡区应力增强系数考察[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
8 周鸣;王博;;基于超椭圆函数的压力容器封头形状优化设计[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 张拥军;;钢制压力容器封头的无损检测[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
10 韩芸芳;张铮天;赵彦强;张笛;;椭圆形封头卧式储罐体积估算及在DCS中的运用[A];创新驱动,加快战略性新兴产业发展——吉林省第七届科学技术学术年会论文集(上)[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈劭睿;纤维缠绕制品封头段厚度计算方法及在位测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 霍永华;大型先进压水堆核电厂压力容器下筒体及下封头应力评定[D];首都经济贸易大学;2015年
3 王珂;椭圆形封头冷冲压成形残余影响及其表征方法研究[D];浙江大学;2015年
4 张迪;大型压力容器旋压封头设计优化及检测技术研究[D];浙江工业大学;2012年
5 林静焕;大型压力容器封头几何形状检测技术研究[D];浙江工业大学;2013年
6 郗宁宁;厚壁大尺寸椭圆形封头热成形数值模拟与神经网络预测[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 马亚娟;压力容器的球形封头和椭圆形封头的应力测定及分析[D];西安工程大学;2014年
8 高晶晶;大型厚壁封头旋压成型的数值模拟与工艺分析[D];内蒙古科技大学;2014年
9 王静;大型核电封头CAD/CAM技术应用研究[D];华东理工大学;2010年
10 张卫卫;全铝散热器封头自动焊焊接工艺及机械结构研究[D];西安石油大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国锻压协会封头委员会秘书长 严致和;封头行业应向生产强国转变[N];中国机电日报;2001年
2 严致和;封头行业前行须逾越四大障碍[N];中国工业报;2003年
3 彭展;奋力开拓发展空间[N];中国石化报;2003年
4 冯威力;在封头领域独占鳌头[N];中国化工报;2008年
5 邹洁;许可证制度能否让封头行业再上台阶[N];中国工业报;2004年
6 本报记者 邹 洁;严格资质 许可证推动封头业良性竞争 [N];中国工业报;2005年
7 徐娜姿;北海封头生产能力领跑全球[N];宜兴日报;2009年
8 聂广鹏;亚洲最大封头压力机在新乡县投产[N];河南日报;2008年
9 王繁泓;锅炉压力容器封头制造许可取证工作全面展开[N];中国化工报;2004年
10 冯威力;锻造“重型”的核心竞争力[N];中国化工报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978