奧氏體不銹鋼冷沖壓橢圓形封頭塑性變形預(yù)測(cè)及檢測(cè)方法研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及國(guó)家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，低溫液化氣體，如液氮、液氧、液氫、液化天然氣等的應(yīng)用日趨廣泛。奧氏體不銹鋼壓力容器是液化氣體的主要儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備之一，尤其是經(jīng)應(yīng)變強(qiáng)化后的容器，因其具有顯著的減薄厚度、降低重容比等特點(diǎn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。封頭作為容器的重要部件之一，其需求量也隨之出現(xiàn)大量增長(zhǎng)。冷沖壓成形橢圓形封頭具有表面質(zhì)量好、形狀規(guī)整、易于成形、成形尺寸精確，尤其是成形快速，容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，已被普遍用于中小型奧氏體不銹鋼

2、壓力容器的制造。
　　然而，冷沖壓成形封頭塑性變形較大，國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)多起奧氏體不銹鋼封頭開(kāi)裂導(dǎo)致容器失效的案例，而關(guān)于封頭塑性變形的研究卻鮮有報(bào)道。多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，包括中國(guó)、歐盟、美國(guó)等，對(duì)冷沖壓成形封頭塑性變形（標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)為變形率）計(jì)算有相關(guān)計(jì)算公式，但研究發(fā)現(xiàn)，這些計(jì)算公式并不能反映封頭真實(shí)的塑性變形大小。因此，對(duì)冷沖壓橢圓形封頭塑性變形預(yù)測(cè)和檢測(cè)方法進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)階段塑性變形預(yù)測(cè)、制造過(guò)程塑性變形檢測(cè)，進(jìn)而明確封頭成形過(guò)程對(duì)其力學(xué)

3、性能的影響，分析應(yīng)變強(qiáng)化過(guò)程對(duì)封頭塑性變形的影響，對(duì)于保證冷沖壓成形橢圓形封頭的質(zhì)量，提高封頭使用安全性具有重要意義。
　　在“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目（編號(hào)2011BAK06B02-05）、浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（編號(hào)2010R50001）、國(guó)際科技合作項(xiàng)目“重型壓力容器輕量化關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號(hào)2010DFB42960）等的支持下，本文以?shī)W氏體不銹鋼S30408為例，針對(duì)奧氏體不銹鋼冷沖壓橢圓形封頭開(kāi)展研究，主要完

4、成工作如下:
　　(1)采用ABAQUS對(duì)冷沖壓成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值分析，通過(guò)冷沖壓成形試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值分析有效性，建立了封頭冷沖壓成形過(guò)程塑性變形數(shù)值計(jì)算方法。
　　(2)考慮封頭冷沖壓成形過(guò)程塑性變形的影響（主要對(duì)厚度和材料性能影響），基于ABAQUS，對(duì)奧氏體不銹鋼封頭應(yīng)變強(qiáng)化過(guò)程進(jìn)行非線(xiàn)性分析，建立了考慮成形過(guò)程影響的封頭非線(xiàn)性分析方法。在此基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)變強(qiáng)化過(guò)程對(duì)封頭塑性變形的影響。
　　(3)基于“冷沖壓成形