双金属复合管旋压成形力学原理及有限元分析

基于弹塑性力学理论,阐述了双金属复合管旋压成形过程的力学原理,并获得旋压过程中内外管之间残余接触压力最大时的最优径向应力P i*、压头直径D以及进给率f。根据内管外壁和外管内壁周向应变的变形协调关系,确定径向应力P i*和残余接触压力P rc之间的关系。在计算出的理论参数条件下,采用非线性有限元分析软件Abaqus对复合管旋压成形过程进行模拟,模拟结果表明理论分析的准确性,从而为实际生产提供理论参数依据。     

双金属复合管液压成形压力的计算

根据基本假设，建立双金属复合管的材料模型及力学模型。采用弹塑性理论，分析双金属复合管液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。利用变形协调条件，得出液压力Pi与复合管内外管之间残余接触压力Pe^*的计算公式，给出液压成型压力的最大值与最小值，并通过试验验证理论公式的准确性。双金属复合管复合成形时要想获得残余接触压力，外层管材料屈服强度必须大于内层管材料屈服强度或强化后的应力值。     

自紧密封不锈钢衬里复合管液压胀合研究

研制开发了一种径向自紧密封式不锈钢衬里复合管液压胀合成形装置。讨论了复合管液压胀合成形过程的原理,并采用弹塑性理论分析了其在胀合成形过程中内管及外管的应力应变状态。利用变形协调条件,得出了胀合压力p_e与复合管内外管之间残余接触压力p_r~*的理论计算公式,并通过试验对公式进行了验证。结果表明该装置结构及其计算方法均可适于工程应用。     

复合管液压成形装置及残余接触压力预测

针对现有复合管制造工艺中存在的问题，研制开发了一种焊接不锈钢衬里复合管液压成形装置，介绍了该装置液压成形系统的工作原理及技术特点。阐述了复合管液压成形过程的原理，并采用弹塑性理论分析了其在液压成形过程中内管及外管的应力应变状态。推导出了复合管残余接触压力与成形压力之间关系的理论计算公式，通过实验对公式进行了验证。结果表明该装置结构及其计算方法适于工程应用。     

双层复合管液压胀接成形影响因素分析

采用弹塑性理论,分析双层复合管液压胀接过程中内外管壁应力应变状态,得出了液压力与残余接触压力之间的关系式,并给出了外管只发生弹性变形时的液压力范围;通过分析液压力与残余接触压力关系式,得出液压胀接后内外管之间的残余接触压力随着液压力、内外管弹性模量比值的增加而增大,随着内外管之间初始间隙的增加而减小。     

双层管液压胀合过程的试验研究

胀合液压力的大小在双层管液压成形过程中起着决定性作用，因此准确地确定胀合液压力的工作范围至关重要。基于弹塑性理论，并结合试验研究，得到了胀合液压力与残余接触压力及外层管外壁环向应力之间的对应关系。结果表明：胀合液压力的工作范围及残余接触压力的试验值和理论计算符合良好，计算数据与试验值之间的最大误差为5．5％，为液压胀合双层管的工业生产和进一步理论研究提供较为科学的依据。     

内外管壁厚对双金属复合管成型效率的影响

针对目前双金属复合管成型效率低的难题,基于弹塑性力学理论,利用有限元分析了内管和外管的壁厚对双金属复合管成型的影响。分析得到,内管和外管的壁厚越大,双金属复合管在塑性复合成型后,内管的残余接触压力也越大。研究结果表明,应在合理的范围选择壁厚较大的内管和外管进行加工,为双金属复合管的选材提供了科学依据,对提高双金属复合管成型质量具有理论意义。     

Q235覆管对AA5052铝合金基管颗粒介质胀形行为的影响

采用AA5052铝合金挤压管作内层基管、Q235碳素结构钢卷焊管作外层覆管的钢铝复合管对复合管颗粒介质胀形行为进行研究。通过塑性理论分析胀形过程中管间切向摩擦力及法向压力对基管应力大小的影响;利用数值模拟分析管间摩擦因数和覆管各向异性对基管的应变成形极限的综合影响,并给出单管、复合管胀形时的壁厚减薄情况和基管的应力、应变分布;通过管材颗粒介质内高压胀形试验,对比单管和复合管胀形条件下铝合金管的极限胀形比,分析复合管的变形协调性。结果表明：通过施加Q235碳素结构钢覆管,减小了AA5052基管胀形区中间截面处的双向拉应力,基管胀形区壁厚减薄变小,胀形比提高了22%,复合管下基管最大减薄率为17.5 %,成形性能显著提高。     

无错距强力旋压连杆衬套过程数值模拟研究

以发动机的锡青铜连杆衬套为研究对象,运用DEFORM-3D有限元软件对连杆衬套毛坯的无错距强力旋压过程进行了数值模拟。根据模拟结果,重点分析了在旋压过程中的金属流动速度规律、旋轮的受力以及毛坯的等效应力应变的分布情况。得出了旋压过程中毛坯径向和切向流动速度、大小和方向相似,与毛坯壁厚中心点的流动速度始终相反的正弦分布规律,旋轮所受径向和切向力分布相似且轴向受力最小,旋压过程中等效—应力应变主要分布在旋轮与毛坯的接触区域,远离接触区域的等效—应变较小,毛坯内部存在残余应力等。     

液压胀管理论计算中材料模型的双线性简化

针对现液压胀管理论计算中所采用的材料模型的不足,本文提出了材料应力应变双线性简化模型,给出了基于材料双线性模型的液压胀管胀接压力与残余接触压力关系计算公式,并与材料幂指数计算模型比较,结果表明其残余接触压力计算结果吻合较好。最后采用有限元模拟方法进一步验证了材料双线性简化模型的准确性。材料双线性模型用于液压胀管的理论计算,简单可靠,方便工程应用。