管件端部收口热旋压时的数值模拟及工艺参数的确定

论文摘要

本文利用有限元软件MSC.Marc对无缝气瓶收口热旋压成形过程进行了三维有限元数值模拟。应用弹塑性有限元法和大变形—大应变理论,并对接触边界条件等关键技术进行了简化和有效的处理,建立了符合实际的无缝气瓶收口热旋压成形过程的数值模拟模型。通过模拟,得到的结果:变形前后各阶段单元尺寸的变化情况;变形过程中各阶段节点的等效应变速率、等效应力和残余应力随旋压温度和进给率的变化关系;等效应变速率和等效应力在不同温度和进给率下之间的关系;变形结束后旋压力随旋压温度和进给率的变化关系。模拟得到的结果与理论分析一致。本文的模拟结果为实际生产无缝气瓶工艺参数的选择提供了可靠、合理的参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 无缝气瓶收口热旋压成形研究的目的和意义
• 1.2 国内外技术发展概况及国内需求
• 1.2.1 国内外技术发展概况
• 1.2.2 国内需求
• 1.3 金属塑性成形过程的研究方法
• 1.4 数值模拟方法在管件收口旋压中的应用
• 1.5 课题研究的内容
• 2 无缝气瓶收口热旋压有限元数值模拟中关键问题的处理
• 2.1 有限元分析的基本思想
• 2.2 气瓶旋压收口有限元数值模拟模型的建立
• 2.2.1 MSC.Marc 软件特点
• 2.2.2 气瓶收口热旋压数值模拟关键问题的处理
• 2.2.3 气瓶收口热旋压有限元模型的建立
• 2.3 本章小结
• 3 无缝气瓶收口热旋压的变形特点及工艺分析
• 3.1 无缝气瓶收口热旋压的变形特点
• 3.1.1 成形过程的三个区域
• 3.1.2 成形过程的三个阶段
• 3.1.3 成形过程中的应力和应变
• 3.1.4 变形后残余应力
• 3.2 成形工艺参数的选择及确定
• 3.2.1 旋压温度
• 3.2.2 旋轮进给率
• 3.2.3 旋压道次和纵向进给量
• 3.2.4 旋压力
• 3.3 本章小结
• 4 无缝气瓶收口热旋压的数值模拟结果与分析
• 4.1 管坯材料和尺寸的确定
• 4.2 管坯壁厚的断面变形图
• 4.2.1 不同道次下壁厚断面变形图
• 4.2.2 不同参数下壁厚断面变形图
• 4.2.2.1 旋压温度对管坯壁厚的影响
• 4.2.2.2 进给率对管坯壁厚的影响
• 4.3 管坯旋压收口的数值模拟结果及分析
• 4.3.1 等效应变速率分析
• 4.3.1.1 旋压温度对等效应变速率的影响
• 4.3.1.2 进给率对等效应变速率的影响
• 4.3.2 等效应力分析
• 4.3.2.1 旋压温度对等效应力的影响
• 4.3.2.2 进给率对等效应力的影响
• 4.3.3 等效应力和等效应变速率关系
• 4.3.3.1 不同温度下等效应力和应变速率的关系
• 4.3.3.2 不同进给率下等效应力和应变速率的关系
• 4.3.4 残余应力分析
• 4.3.4.1 旋压温度对残余应力的影响
• 4.3.4.2 进给率对残余应力的影响
• 4.3.5 旋压力模拟结果分析
• 4.3.5.1 旋压温度对旋压力的影响
• 4.3.5.2 进给率对旋压力的影响
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢
• 参考文献