一种新型平板壳体的整体胀球过程有限元模拟与实验研究

提出一种新型平板焊接多面壳体(棱台组合壳体)的整体胀形造球工艺技术,并应用非线性有限元法与实验相结合使这一工艺实施成功,其产品在建筑供水系统中得到应用,并由此方法导至了双层球罐整体胀形的成功。     

FEM Simulation of the Hydroforming Process of Spherical Vessels from Combination Frustum Shells

The dieless hydroforming of spherical vessels from combination frustum shells is put forward in thepresent paper,and the forming process is developed by means of elastoplastic finite element methodand experiments.In this paper the principle and experimental procedure of the new technology areintroduced,the simulation method and the calculating assumptions are presented,the deformationprocess and the deformation characteristics of the shells are discussed,as well as the stress and straindistributions of the shell during bulging are analysed.     

圆板成对无模液压胀形过程的研究

本文通过实验和有限元模拟对圆板成对无模液压胀形过程进行了研究。在有限元模拟中,分析了初始几何缺陷对壳体起皱的临界压力和起皱形态的影响。结果表明,有限元模拟的带初始缺陷的壳体胀形时的起皱临界压力和起皱形态与实验结果非常吻合,而完善壳体的起皱临界压力和起皱形态与实验结果则有较大差别     

双鼓型异形瓶分步液压胀形规律研究

建立了双鼓型异形瓶分步液压胀形过程的有限元仿真模型,并应用MSC.Marc有限元分析软件对直壁瓶体的分步胀形过程进行了模拟,分析了通过液压胀形成形异形瓶双鼓时的变形规律及其缺陷形成机理。根据数值模拟结果,对直径为66mm、壁厚为1mm的铝质直壁瓶体进行了分步液压胀形试验,验证了有限元模拟结果,得到了符合外观形状要求的双鼓型异形瓶制件。研究表明,液体压力和补料之间的协调策略是成形的关键。合适的策略有助于形成对胀形有益的皱褶,避免瓶体胀裂;但是在协调策略不正确的情况下,液体压力无论大小,都有可能导致瓶体局部胀裂。     

双圆锥台壳体液压胀形的防皱措施

等边双圆锥台壳体在内压的作用下,赤道环焊缝处易产生失稳起皱,且胀形后所得容器圆度较差。针对这一问题,对其胀形过程进行了有限元数值模拟,并通过改变圆锥台的初始形状,来保证容器的圆度和避免赤道处的失稳起皱。     

棱台组合壳体整体胀形球形容器的实验研究

提出了一种新型平板焊接多面壳体(即棱台组合体)的整体胀形造球工艺技术,并通过实验获得成功。     

单曲率多面壳体液压胀形壁厚分布研究

本文对单曲率多面壳体胀形过程中壁厚分布规律进行了研究．结果表明单曲率多面壳体胀形成球后壁厚的分布是不均匀的，焊缝附近部分的减薄率较小，甚至取负值，而远离焊缝的部分的减薄率较大。在极带板上最大减薄率发生在中心部位，而在单曲率柱面壳板上最大减薄率发生在经向对称线和纬向对称线的相交部位。     

基于椭圆热态胀形试验的板材成形极限图建立方法

采用长轴直径为Φ100 mm、短轴直径分别为Φ100,Φ90,Φ80,Φ60和Φ40 mm的椭圆形胀形模具,在300,210和150℃、RT(常温)4个不同温度梯度,0.0045和0.045 MPa·s-1两个不同压力率条件下进行了铝合金板材的热态胀形试验,得到了胀形试验件,并获取了基础试验数据。利用极限应变计算公式,对胀形试验数据进行计算和整理,获得试验材料拉-拉变形区的成形极限曲线及成形极限图。结合等效条件下单向拉伸试验获取的基础试验数据,建立了完整的铝合金板材成形极限图。     

32面足球式球形容器的整体液压成形过程非线性有限元模拟

球形容器整体胀形制造技术是一项新的造球工艺。而32面足球式球形容器则是最早应用这种工艺开发出的一种球形容器。本文应用非线性有限元程序对这种球壳的整体液压成形过程进行了数值模拟,分析了壳体外形与位移的变化过程和胀后的弹复变形规律,并与实验结果进行了对比。有限元模拟中采用了全量Lagrange理论的四边形八节点三维Kirchhoff薄壳等参单元,考虑了棱边交汇点的位移和板面的弯曲效应影响。有限元方法较好地模拟了壳体的液压胀球过程,与实验结果吻合较好。     

多面壳体液压胀球过程 的有限元分析

应用ADINA有限元程序对直径为1米的不锈钢球内接多面壳体液压胀球过程进行了分析。得到了多面壳体在施加内压力情况下的变形过程,其结果与实验结果相吻合,证实了壳体胀形过程中焊缝变形的三个阶段。