管材固體顆粒填充彎曲特點(diǎn)及成形性能研究.pdf

1、管材彎曲由于容易滿足產(chǎn)品輕量化、強(qiáng)韌化和低耗高效、精確制造等方面的要求,在氣體、液體的輸送管路和汽車(chē)工業(yè)、核電、航空航天等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但在管材彎曲過(guò)程中易出現(xiàn)外壁減薄、內(nèi)壁起皺和截面畸變等缺陷,嚴(yán)重影響著彎管零件的使用。為了避免或者減少此類缺陷的產(chǎn)生,本文提出了一種管材固體顆粒填充彎曲的方法。以1Cr13Mn9Ni1N不銹鋼管為研究對(duì)象,選取鋼球?yàn)樘畛浣橘|(zhì),通過(guò)試驗(yàn)研究、合理論分析和數(shù)值模擬,研究了管材固體顆粒填充彎曲

2、的特點(diǎn)及成形性能。
　　分析了固體顆粒的傳壓特性和管材彎曲成形的受力狀態(tài),得出管材固體顆粒填充彎曲過(guò)程中最大內(nèi)壓力的計(jì)算方法。開(kāi)發(fā)了管材繞彎成形模具和固體顆粒填充裝置。在此基礎(chǔ)上,對(duì)外徑為19 mm的不銹鋼管進(jìn)行固體顆粒填充繞彎成形試驗(yàn),并建立有限元模型,進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　研究了管材截面上的環(huán)向壁厚分布和內(nèi)壓力對(duì)壁厚減薄率的影響,得出環(huán)向壁厚從彎曲外側(cè)向內(nèi)側(cè)依次增厚,最薄點(diǎn)和最厚點(diǎn)在截面的最外側(cè)和最內(nèi)側(cè);隨內(nèi)壓力增大,內(nèi)側(cè)

3、壁厚增厚趨勢(shì)減小,外側(cè)壁厚減薄趨勢(shì)增大;研究了管材固體顆粒填充繞彎成形中管材截面形狀變化的特點(diǎn)和規(guī)律,分析了內(nèi)壓力對(duì)管材繞彎截面畸變的影響,結(jié)果表明,截面畸變從彎曲兩端向中心逐漸增大,鋼球作為填充介質(zhì)對(duì)管材的內(nèi)壓力作用使截面畸變得到改善。
　　對(duì)管材固體顆粒填充繞彎成形中的失穩(wěn)起皺現(xiàn)象從幾何角度進(jìn)行了描述,得出管材繞彎中可能出現(xiàn)三種形式的起皺;定義了起皺高度作為起皺程度的衡量,分析了鋼球大小、內(nèi)壓力和幾何參數(shù)對(duì)失穩(wěn)起皺的影響,得出