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《厚壁筒翻孔成形的理論與實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、厚壁筒翻孔成形的理論與實(shí)驗(yàn)研究第37卷第4期2006年7月太原理工大學(xué)JOURNAL0FTAIYUANUNIVERSITYOFTECHN0LOGYVo1.37No.4July2006文章編號(hào):1007—9432(2006)04—0437—03厚壁筒翻孔成形的理論與實(shí)驗(yàn)研究張雅琴,王冰,劉建生(1.太原科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院,山西太原030021;2.太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原030024)摘要:采用有限元數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究方法,模擬分析了厚壁筒體翻孔工藝過(guò)程材料塑性變形規(guī)律及特點(diǎn),研究了不同溫度條件下工件預(yù)加工孔型,孔
2、徑等對(duì)厚壁接管成形尺寸的影響.研究結(jié)果表明,模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,當(dāng)預(yù)加工孔型為反錐型且平均孔徑為11II1ln時(shí),厚壁筒體翻孔后的接管尺寸符合要求關(guān)鍵詞:厚壁筒體;翻孔中圖分類號(hào):TG3O2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A核電壓力容器具有尺寸大,壁厚,質(zhì)量要求嚴(yán)格等特點(diǎn),其側(cè)壁要留有用于所需管路聯(lián)接的接管,目前國(guó)內(nèi)通常采用焊接方法實(shí)現(xiàn)n],其它的接管成形方法未見(jiàn)報(bào)道.實(shí)際上翻孔工藝是板料成形中一種常用的內(nèi)孔及凸緣成形方法,該凸緣與接管相類似,國(guó)內(nèi)有過(guò)對(duì)薄壁件翻孔,預(yù)沖孔形狀等的研究_2].國(guó)外則主要采用壓制或焊接工藝來(lái)成形接管部分_4],日本Kumaga
3、in.T就從沖頭形狀對(duì)翻孔成形的影響角度對(duì)翻孔成形特征進(jìn)行了分析,但厚板料均不超過(guò)10mm的厚度_6].作者在對(duì)厚壁簡(jiǎn)體熱翻孔工藝方案,變形機(jī)制及主要影響因素研究的基礎(chǔ)上],采用實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法,對(duì)核電厚壁筒體接管熱翻孔主要工藝參數(shù)進(jìn)行了研究.1翻孔工藝研究模型1.1實(shí)驗(yàn)方案由于核電簡(jiǎn)體尺寸較大,本文選用1:20模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究.工件材料選用Q235A鋼,筒體壁厚為20mm,凸模直徑d一36mm,凹模中心孔徑d一70mm,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.實(shí)驗(yàn)中工件的預(yù)加工孔型為圓柱形和圓錐形兩種,其中圓柱形孔徑分別取8mm,01omm和01
4、2mm,加熱溫度為800℃,900℃,1000℃,不同溫度下各做三組-1].圓錐孔型有正錐和反錐兩種,正錐孔徑分別為l=10mm,dIn1—6mm;】【2—10mm,di2=8mm;di3—12mm,di3—8mm;反錐孔徑為l一10mm,dIn1—6mm;d】【2=10mm,dm一8mm;d.3—12mm,di3—8mm和dma"一12mm,di4=10mm.】20~圖1厚壁簡(jiǎn)體熱翻孔實(shí)驗(yàn)裝置1.2計(jì)算模型以1:2O模型為對(duì)象,采用DEFORM3D軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬.考慮對(duì)稱性,工件與模具均取1/4部分進(jìn)行研究.計(jì)算條件初始溫度:工件
5、800℃,900℃和1000℃,模具200℃;材料模型:采用AISI-1015鋼熱力模擬試驗(yàn)曲線;沖頭壓入速度為10mm/s;摩擦系數(shù)為0.3r2].收稿日期:2005—03—03基金項(xiàng)目:山西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2006031126)作者簡(jiǎn)介:張雅琴(1965一),女,碩士,副教授,(Te1)0351—6938345,13994265072,(E-mail)zyq6938345@163.corn438太原理工大學(xué)第37卷0.10.20.30.40.50.60.7圈2AISI一1035鋼高溫應(yīng)力與應(yīng)變曲線2實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果分析為便于評(píng)
6、價(jià)接管成形后的尺寸,確定如圖3所示的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,其中h,為成形高度,h為變薄前高度,為h位置接管最小厚度.并根據(jù)測(cè)量結(jié)果,確定優(yōu)化的翻孔工藝參數(shù),即能達(dá)到或最接近筒體接管的實(shí)際要求值(^=15mm,一7.5ram).圈3翻孔成形后示意圖2.1圓柱形預(yù)JjD-r孔表】圓柱形預(yù)加工孔翻孔后結(jié)果hf/mmh,./mm3/mm3/hTrcd/mm實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)?zāi)M821.522l6l76.96.70.460.4458001019.82016.5167.37.10.4870.473l222l8l6.5148.07.30.58252
7、l2O.5l7.236.36.70.420.445900lO23.520l8l67.6670.50.467l222l9l5l4.127.17.240.47382423l8l86.16.80.4060.453l000lO2l2016.8l67.57.20.50.48122119.2O14.3147.87.80.5240.536注:的取值.當(dāng)≥1mm時(shí)取為15mm;當(dāng)d≥7.5mm時(shí)取為7.5mm;如果h<15同時(shí)d<7.5mm時(shí),3/h值不做考慮,記為～.實(shí)際要求h一15mm,d=7.5mm,所以3/h為0.5,如果二者均符合
8、要求記為0.5,越靠近0.5越好.從表l可以看到隨著預(yù)加工孔徑的增加,翻孔高度基本是逐漸減小而最小壁厚呈現(xiàn)增加趨勢(shì).同時(shí)變形溫度越高,成形出的接管高度和壁厚越接近實(shí)際要求,除個(gè)別點(diǎn)外實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬誤差很小]
