機(jī)械工程學(xué)報(bào)：差厚拼焊管脹形減薄率不均勻性分析
2022-01-14【作 者】初冠南;劉鋼;苑世劍;劉偉
【摘 要】結(jié)合有限元數(shù)值模擬和試驗(yàn),研究差厚拼焊管脹形減薄率分布規(guī)律,并從應(yīng)變狀態(tài)和應(yīng)變歷史角度分析減薄率不均勻性產(chǎn)生的原因,進(jìn)而研究厚度比、長度比及硬化指數(shù)n對(duì)減薄率分布的影響。結(jié)果表明差厚拼焊管脹形時(shí)薄、厚管不同部位始終處于不同的軸向應(yīng)變狀態(tài),導(dǎo)致在發(fā)生相同的環(huán)向應(yīng)變時(shí),厚向應(yīng)變分布不均。厚管愈靠近焊縫區(qū)域減薄率愈小,薄管愈靠近焊縫減薄率愈大。厚度比和硬化指數(shù)n對(duì)壁厚分布影響明顯,厚度比越大、n值越低,脹形后薄、厚管的壁厚差越大;但厚度比影響主要集中在焊縫附近,n值影響整個(gè)脹形區(qū)的壁厚分布。
【前 言】
內(nèi)高壓成形技術(shù)近年來在航空、航天和汽車制造業(yè)得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用，利用該工藝生產(chǎn)的各種空心變截面管件既節(jié)省材料又能充分利用材料的強(qiáng)度和剛度。但由于零件不同部位變形程度存在差異，往往導(dǎo)致一定的壁厚不均。為保證成形后零件各區(qū)域都滿足壁厚要求，初始管坯的壁厚須保證成形后零件最薄處滿足設(shè)計(jì)要求，從而造成其他部位材料的浪費(fèi)，零件重量的增加。對(duì)于大截面差零件，為保證膨脹區(qū)的成形，避免膨脹區(qū)過度減薄，內(nèi)高壓成形過程須嚴(yán)格控制加載路徑，工藝控制難度較大；另外，對(duì)于多處變徑、軸線長度大或軸線彎曲的零件，軸向補(bǔ)料往往無法實(shí)現(xiàn)。
【結(jié) 論】（1）拼焊管內(nèi)高壓成形焊縫附近存在減薄率的突變。厚管上越靠近焊縫減薄率越小，薄管上越靠近焊縫減薄率越大。
（2）長度比對(duì)減薄率分布影響較小，厚度比和n值對(duì)減薄率分布影響較大。厚度比的影響主要集中在焊縫附近，硬化指數(shù)n影響整個(gè)脹形區(qū)的減薄率分布。
（3）隨著厚度比增大，焊縫附近薄管易發(fā)生局部減薄，壁厚均勻性降低，當(dāng)硬化指數(shù)n較高時(shí)，脹形后壁厚均勻性較高。
以下是正文：
