球罐采用碟形支承时壳体应力的有限元分析和工程计算

本文首先用有限元法分析了球形压力容器采用碟形底托支承时壳体的应力分布,计算表明,与赤道正切式支承相比,碟形支承时壳体应力分布是比较均匀的。同时根据薄壳理论,给出碟形支承时壳体应力的工程计算公式。根据这些公式,证明了这种支承的另一个优点是在支承根部附近存在压缩效应。最后给出了补强范围计算方法。     

内压对5A02铝合金充液剪切弯曲管成形和壁厚分布的影响(英文)

为了研究内压对5A02铝合金充液弯曲管成形和壁厚的影响,通过实验的方法研究内压对5A02铝合金充液剪切弯曲管成形缺陷、成形圆角和轴向壁厚分布的影响。通过数值模拟分析了内压对轴向应变的影响和厚向应变不变线在成形管件上的分布。结果表明:当相对内压(成形内压与材料屈服强度的比)大于0.2时,能够顺利成形。当相对内压从0.2增大到1.2时,第一弯角外圆角对应的相对弯曲半径由0.3降低到0.025,轴向最小壁厚由1.45mm降低到0.87mm。根据变形特点可以将充液剪切弯曲管分为补料区、第一弯角、剪切区、第二弯角和夹持区。在轴向补料的作用下,补料区和第一弯角轴向为压应变。远离补料区的第二弯角和夹持区主要为拉应变。随着内压的增大,剪切区轴向应力由压应力变为拉应变。一方面,内压越大,成形圆角越小,对轴向补料的阻碍作用更强;另一方面,成形小圆角时产生了额外的轴向拉应变。根据厚向应变特点可以将充液剪切弯曲管件分为增厚区和减薄区,当相对内压为0.4时,增厚区为补料端和夹持端,减薄区位于两弯角的外圆角处和剪切区。     

管件外压成形的数值模拟及屈曲特征分析

对采用液体介质在管坯外部施加压力,使坯料横截面缩小并成形到置于其内部的芯模上的外压成形方法进行了有限元数值模拟研究.分析了影响管件屈曲变形特征和成形过程的主要因素.研究表明:随着管坯长度的增加,环向屈曲波数减少,临界屈曲压力降低;随着管坯厚度的增加,环向屈曲波数减少,临界屈曲压力升高;带有一定不圆缺陷的管坯的临界屈曲压力与理想管坯相比降低很多,但在成形后期对壁厚和成形效果无明显影响.     

内高压成形工艺的应力应变及工艺失稳分析

以研究内高压成形工艺的成形机理为目的,利用塑性力学方法分析了内高压成形过程中坯料的应力特点以及其在成形不同阶段的应力状态区别和变化规律.根据增量理论给出了成形过程中的应变增量形式及相应公式,指出了厚向应变是内高压成形工艺顺利实施的关键,并从应力应变的角度给出了工艺中不同失稳形式的应力应变特征.     

低碳钢薄壁焊管液压胀形行为

为了研究焊管液压胀形过程的变形行为,在管材胀形性能测试系统上进行了不同长径比条件下低碳钢(STKM11A)薄壁焊管的胀形实验,获得了焊管的壁厚分布规律、胀形区轮廓形状、极限膨胀率和应变分布规律。结果表明:管材焊缝区的减薄率仅为2.4%~5.5%,等效应变仅为0.05~0.10,变形程度相对母材区较小,主要发生几何位置移动。环向壁厚的最薄点位于以焊缝为中心的对称两侧士30°位置处。随着胀形区长度增大,管材破裂压力、减薄量、极限膨胀率均发生减小,胀形区轮廓逐渐偏离椭圆形,当长径比达到2.0时,已不再适合用椭圆函数描述。此外,胀形区长度增大过程中,管材从双拉向平面应变状态发生转变,在此基础上建立了焊管的成形极限图。     

预弯对铝合金管材内高压成形缺陷与尺寸精度的影响

铝合金异形截面管件是实现汽车结构轻量化的有效途径之一,其成形工艺是先将铝合金管材经过数控弯曲获得轴线形状,然后进行内高压成形。弯曲产生的回弹、截面畸变及起皱等缺陷会影响后续内高压成形的质量。本工作通过建立管材塑性弯曲的理论模型和材料模型,计算任意弯曲角度的卸载回弹量,在弯曲过程考虑回弹量补偿,有效避免了内高压成形时的咬边缺陷。通过改善芯轴条件,使用带有一个芯球的芯轴,使截面不圆度由7.55%降低至1.43%,避免了弯曲件在内高压成形时发生破裂。同时对弯曲产生皱纹的管件进行内高压成形,证实了内高压成形过程不能够消除管件在弯曲过程形成的起皱。通过工艺实验研制出6063铝合金异形截面管件,获得了无缺陷的成形件。对47个内高压成形件进行尺寸精度测量,最大尺寸偏差为1.08mm(1.63%),尺寸和精度符合设计要求。     

法兰长杆件摆辗的三维刚塑性有限元模拟力学模型

以法兰长杆件法兰部分的冷摆辗成形工艺为研究对象,建立了三维刚塑性有限元分析模型,对该工艺的成形过程进行了模拟研究,得到了变形过程中工件上的应力应变分布、应变速率分布以及上述场量的变化过程,为进一步掌握摆动辗压变形机理、制订合理的工艺参数提供了理论依据。     

内压支撑下薄壁管弯曲变形力学分析

管件内压弯曲又称为管件充液弯曲,具有减小截面畸变,延缓薄壁管内侧失稳起皱,提高弯曲成形极限等优点。支撑内压在其中起到了关键性的作用,对于环向和轴向的应力应变分量具有重要影响。采用塑性理论,对内压和弯矩共同作用下的薄壁管弯曲变形进行理论分析。考虑内压对微元平衡方程的影响,建立一个新的理论分析模型,通过求解非线性方程组,得到薄壁管应力应变的分布规律,定量分析内压对薄壁管应力应变的影响趋势。同时通过将有限元分析得到的应力应变分量的信息,与理论解进行对比发现,理论预测和模拟结果相符合,验证所建立的理论分析模型的可靠性。结果表明,轴向和环向应力随内压升高均大大提高,环向应变随内压升高线性递增,而厚向应变线性减小。     

扭力梁内高压成形的起皱行为

为了揭示扭力梁内高压成形时起皱的形成机制,采用实验和数值模拟的方法研究低碳钢扭力梁内高压成形过程支撑压力和补料量对起皱的影响规律;通过数值模拟给出起皱区应力状态,并绘制应力分布轨迹图,从应力分析角度揭示起皱形成机制.结果表明:随着支撑压力的提高,轴向压应力的绝对值下降,失稳起皱趋势降低,当支撑压力超过一个临界值时,皱纹完全消除;随着补料量的增大,轴向压应力的绝对值升高,失稳起皱趋势增大,当补料量超过一个临界值时,开始出现皱纹.对于直径为89 mm、壁厚为2.5 mm低碳钢管材,当支撑内压为30 MPa,补料量为15 mm,为一个合理的加载路径,可以有效避免起皱.     

Prevention of thinning at disc center during rotary forging

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｏｔａｒｙｆｏｒｇｉｎｇｈａｓｓｕｃｈａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ ,ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ,ｌｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓｏｆｎｏｉｓｅａｎｄｖｉｂｒａ ｔｉｏｎ .Ｔｈｅｒｏｔａｒｙｄｉｅｓｐｉｒａｌｌｙｃｏｍｐｒｅｓｓｅｓｐａｒｔｏｆｔｈｅｗｏｒｋ ｐｉｅｃｅｕｎｔｉｌｔｈｅｆｉｎａｌｓｈａｐｅｉｓｆｏｒｍｅｄ .Ｉｔｉｓｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｕｉｔ ａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｏｆａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｐａｒｔｓ[1] .Ｎｏ…