鍛壓技術(shù)：TRB 管無(wú)補(bǔ)料液壓脹形波紋管的研究
2023-10-21【作 者】何滔;顧栩
薄壁金屬波紋管同時(shí)具有密封、柔性補(bǔ)償、吸能、抗沖擊等特性, 廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、石油化工、汽車、航空、建筑等領(lǐng)域[1-4], 當(dāng)前, 薄壁金屬波紋管的制造廣泛采用液壓脹形成形方法[5-8],液壓脹形成形技術(shù)對(duì)于成形復(fù)雜形狀的薄壁管件具有精度高、 輕量化、 成本低等優(yōu)勢(shì)[9]。
現(xiàn)有的波紋管液壓脹形成形研究多針對(duì)等厚管坯[6-8], 在成形過(guò)程中需要軸向加載, 將進(jìn)給與內(nèi)壓進(jìn)行匹配得到理想加載路徑, 加載設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。 無(wú)進(jìn)給成形將極大簡(jiǎn)化加載路徑, 但是, 無(wú)進(jìn)給、 變壁厚原始管坯成形波紋管的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。 軋制差厚板 (Tailor-Rolled Blank, TRB) 是一種壁厚連續(xù)變化的輕量化板材, 研究人員對(duì) TRB 板進(jìn)行了盒形件、 筒 形件拉深的成形研究[10-12], 也將TRB板制成壁厚連續(xù)變化的管坯 ( TRB 管) , 并進(jìn)行液壓脹形成形研究, 其中, TRB 管無(wú)補(bǔ)料成形的階梯管具有較好的壁厚分布均勻性[13]。
本文以波紋管成形的壁厚均勻性為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 提出應(yīng)用壁厚連續(xù)變化的 TRB 管通過(guò)無(wú)軸向補(bǔ)料、 一次性液壓脹形成形含多個(gè)波長(zhǎng)且壁厚均勻的波紋管,并進(jìn)行理論分析及數(shù)模模擬驗(yàn)證。
【結(jié) 論】
(1) 有限元模擬結(jié)果顯示, S 型波紋管最大壁厚差為設(shè)計(jì)壁厚的 8%、 V 型波紋管最大壁厚差為設(shè)計(jì)壁厚的 9. 33%, 壁厚均勻, TRB 管無(wú)補(bǔ)料液壓脹形能很好地成形 S 型、 V 型波紋管。
(2) 有限模元擬結(jié)果顯示, U 型波紋管在未成形完畢即發(fā)生破裂, TRB 管不宜用于無(wú)補(bǔ)料液壓脹形 U 型波紋管的成形中。
(3) S 型波紋管的成形壁厚差值大部分區(qū)域?yàn)樵O(shè)計(jì)壁厚的 0% ~2. 25%, V 型波紋管的成形壁厚差大部分區(qū)域?yàn)樵O(shè)計(jì)壁厚的 0% ~ 4. 17%, 均勻性較好, 模擬結(jié)果與理論設(shè)計(jì)基本吻合。
以下是正文：
