新技術(shù)新工藝：雙層金屬保溫容器同步液脹成形過程的數(shù)值模擬
2022-01-17【作 者】張帥斌;夏琴香;王甲子;林積財;張劍波
【摘 要】為了實現(xiàn)足球、排球形雙層金屬保溫容器的同步液脹成形,本文采用大型商用有限元軟件Dynaform對其成形的過程進行了數(shù)值模擬,并就加載壓力和加載時間對保溫容器外殼脹形量的影響進行了分析。結(jié)果表明,保溫容器外殼的最大主應變及最大壁厚減薄率主要分布在焊縫附近,花紋紋線附近的厚度不均現(xiàn)象比其它部位更明顯;隨著加載壓力和加載時間的增加,保溫容器外殼的脹形量增大,貼模性更好,花紋紋理更加清晰。
雙層金屬容器由于自身的結(jié)構(gòu)特點，已經(jīng)被廣泛地應用于保溫及低溫容器的制造上，例如保溫容器：保溫瓶、保溫杯、保溫桶等；低溫容器：液氫、液氧以及液化天然氣低溫儲罐等。其共有的結(jié)構(gòu)特點是，將容器制造成雙層結(jié)構(gòu)，在雙層金屬容器中間填充隔熱材料，并將兩層容器之間抽成真空狀態(tài)，使其成為良好的保溫容器。
液壓成形因其諸多優(yōu)點而被廣泛應用于板料成形中，但目前的液壓成形多局限于單層板料的單次液壓成形，對于雙層板料的同步液壓成形則少有研究和應用。為了能夠更好地控制雙層金屬同步液壓脹形件的質(zhì)量，研究和預測脹形中可能出現(xiàn)的缺陷，為實際的生產(chǎn)提供參考和指導，有必要對成形過程的相關參數(shù)進行研究。而采用計算機數(shù)值模擬的方法可方便地進行參數(shù)調(diào)整，從而大大縮短產(chǎn)品工藝開發(fā)設計時間、降低設計費用。
【結(jié) 語】通過對足球、排球形雙層金屬保溫容器同步液脹成形的有限元數(shù)值模擬，得出以下主要結(jié)論。
1、在保溫容器外殼的液脹成形過程中，最大主應變及最大壁厚減薄率主要分布在容器外殼的焊縫附近。
2、為保證帶有一定花紋紋理的液壓脹形件的成形質(zhì)量，有必要嚴格控制凹模上花紋凸起的高度及其過濾圓角的大小，以利于減小花紋紋線附近的主應變，緩解圓角過渡處材料的厚度不均問題。
3、保溫容器外殼的脹形量隨加載壓力的增大而增大，即貼模性隨加載壓力的增加而更好，花紋紋理隨加載壓力的增加而更加清晰。
4、保溫容器外殼的脹形量隨加載時間的延長而提高，即塑性變形隨加載時間的延長更加充分，花紋紋理隨加載時間的延長而更加清晰。
以下是正文：
