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超薄壁筒形件变薄旋压过程稳定性研究

刘燕平  
【摘要】:美国西屋公司开发的核电技术AP1000是世界上最先进的第三代核电技术,其采用的非能动安全设计理念使安全性和可靠性得到显著提高。国务院决定引进AP1000技术,并通过消化、吸收和再创新的方式实现先进压水堆核电站自主化。应用于AP1000核主泵的屏蔽套属于超薄壁筒形零件,制造精度要求较高。因此,屏蔽套的精密成形技术是制约核主泵国产化的关键技术之一。 本文对超薄壁筒形件变薄旋压进行数值模拟与实验研究。利用MSC.Marc软件建立了三维弹塑性有限元反旋模型,分析了超薄壁筒形件旋轮前的鼓形现象,研究了鼓形失稳的形成机理,得到了工件尺寸、减薄率、进给率、旋轮尺寸等参数对鼓形高度的影响规律。 根据数值模拟结果,提出了实现超薄壁筒形件稳定旋压的工艺措施:大进给率预旋以实现边界条件稳定、筒坯自由端内侧起旋以实现初始条件稳定、三旋轮错距旋压以实现流变过程稳定。通过有限元模拟研究了相关参数对边界条件和初始条件的影响,得到了合适的工艺参数,并分析了三旋轮错距旋压时的金属流变行为。 最后通过旋压实验验证了超薄壁筒形件的鼓形失稳机理与规律的正确性,以及实现稳定旋压的工艺措施的合理性。


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