西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：壓力容器用拱形膜片液壓脹形工藝的有限元模擬
2021-08-03【作 者】成鵬飛;孫嘉麟;許崗;許軍鋒
【摘 要】為了探究拱形膜片的加工工藝對(duì)膜片成型精度(特別是拱高)的影響,本文采用有限元模擬法研究了一種正拱帶槽形膜片(泄放口徑100 mm,厚度0.5 mm,刻槽0.2 mm)的液壓脹形過程,分析了加載壓力、加載速度、加載路徑、夾具圓角等因素對(duì)拱高的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨加載壓力上升,拱高呈線性增加;隨著加載速度減小,拱高略有降低,并趨于穩(wěn)定;脹形過程加載變速會(huì)導(dǎo)致拱高成型時(shí)偏離設(shè)計(jì)尺寸,因此需要全程勻速加載;隨夾具圓角半徑增加,拱高增加,夾持部位邊緣等效應(yīng)力減小,膜片夾持部位變形范圍增大。該結(jié)果可應(yīng)用于拱形膜片的加工工藝優(yōu)化。
【結(jié) 論】
通過對(duì)一種壓力容器中正拱帶槽型膜片的脹形過程進(jìn)行有限元模擬，研究了脹形過程中加載壓力、加載速度、加載路徑、夾具圓角等對(duì)脹形后拱高的影響規(guī)律，得出以下結(jié)論：
1）加載壓力對(duì)膜片脹形拱高起決定性作用，本文采用的膜片最佳成型壓力為5Mpa，膜片其拱高和加載壓力的關(guān)系可以表示為H=K●P。
2）隨著加壓速度的降低，膜片變形更加均勻，模型的拱高略有減小，在加載速度低于0.05Mpa●ms-1后，拱高趨于穩(wěn)定。
3）加壓速率變化會(huì)導(dǎo)致膜片成型尺寸偏離設(shè)計(jì)尺寸，實(shí)際加工中應(yīng)考慮加壓速率變化方式。
4）隨著夾持圓角半徑增加，拱高線性增加，且夾持部位邊緣的剪切應(yīng)力有所下降，但過大的圓角會(huì)導(dǎo)致變形范圍增大，對(duì)應(yīng)于直徑為100mm，厚度為0.5mm的膜片，其圓角半徑為應(yīng)該控制在1.52.0mm。
以下是正文：
