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304不锈钢带筋管的可行性

【作者: 来源: 日期:2020/6/30 14:46:43 人气:0

304不锈钢带筋管的可行性:随着科学技术的进步和制造行业的高速发展,航空航天、武器装备等领域迫切需要通过减轻结构质量来实现轻量化,而轻量化对于节约能源、环境保护、提高机动性能等方面发挥着不可替代的作用。其中带环向加强筋的薄壁筒形件是一种比较常用的轻量化结构构件。但是由于其封闭截面形式、壁厚薄、截面复杂、尺寸大等要求带来一系列难题。目前的成形工艺都不能很好的解决这些问题,特别是对于整体成形。304不锈钢带筋管是一种新的成形工艺,将充液压形技术应用到成形带筋管中,实现了304不锈钢带筋管的整体成形。主要通过数值模拟结合实验对带筋管的成形规律进行研究,并对在,成形过程中产生的缺陷和不足等进行力学分析。证实了带筋管应用充液压形技术整体成形的可行性。带筋管变形的实质是曲率的变化,304不锈钢带筋管的可行性设计了三种截面形状包括椭圆截面、半椭圆截面和矩形截面,通过数值模拟结合实验的方法,证明了304不锈钢带应用充液压形技术成形的可行性。而且对三种截面形状的任意组合,也进一步证明了充液压形技术可以成形出复杂截面形状的制件。分析了带筋管在充液压形过程中的内压加载范围和内压加载方式。恒压加载路径下,充液压形件的材料填充性好、壁厚分布不均匀,应力波动大;线性加载路径下,充液压形件的材料填充性不好、壁厚分布均匀,应力波动小。根据大型薄壁带筋构件的需求选择线性加载方式。对带筋管在成形过程中产生的缺陷进行探讨分析。失稳主要分为三种类型:筋板倾倒、筋板失稳起皱以及薄壁管(无筋处)塌陷。倾倒主要发生在曲率增大处,失稳主要发生在曲率减小处,而塌陷主要发生在曲率为零的直壁段。对三种缺陷分别进行受力分析,失稳起皱和薄壁管塌陷的产生主要是因为当变形达到一定的变形量时,筋板或者薄壁管所受的环向应力大于其临界失稳应力,就会发生失稳缺陷。倾倒缺陷产生的原因主要是圆角处上下筋板所受的环向应力不均匀,进而产生了弯矩,当弯矩增加到一定程度会发生失稳倾倒的现象。对304不锈钢带筋管充液压形工艺中产生变形不协调现象进行理论分析。得出结论:成形件的筋板最外侧壁厚在直壁段增厚,圆角处减薄;筋板最内侧壁厚在直壁段减薄,圆角处增厚。薄壁管壁厚不发生变化。导致圆角处筋板内侧周长小于薄壁管处周长,产生“收腰”现象。模拟和理论分析得到的结论基本一致。分析了高厚比、摩擦系数、内压和回弹等对带筋管成形极限的影响。当高厚比的范围为0≦h/t﹤6时,可以成形。由于摩擦力的作用,上圆角大于下圆角填充速度。摩擦系数越大,壁厚差越大,成形极限下降。有内压的加载明显提高带筋管的成形极限。回弹对304不锈钢带成形极限影响很小,可以近似忽略。

变形量为27%的304奥氏体304不锈钢带在900℃退火时,不仅可以保证其蚀刻后板形平直,同时也达到了所要求的硬度值。 

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