大口徑寬幅薄壁環(huán)形件熱輾擴(kuò)宏微觀成形質(zhì)量研究.pdf

1、隨著我國風(fēng)力發(fā)電、航空航天、核電等行業(yè)的發(fā)展，壓力容器得到了廣泛應(yīng)用并呈現(xiàn)出向大型化方向發(fā)展的趨勢(shì)。傳統(tǒng)以焊接生產(chǎn)的壓力容器在焊縫處殘余應(yīng)力大，易產(chǎn)生應(yīng)力集中、脆性斷裂、疲勞失效等現(xiàn)象。為滿足壓力容器的整體化和長壽化發(fā)展趨勢(shì)，以減少焊縫為目的，提出以熱輾擴(kuò)的方式生產(chǎn)大口徑寬幅薄壁環(huán)形件的思路。本文以大口徑寬幅薄壁環(huán)形件為對(duì)象，從宏觀和微觀成形質(zhì)量的角度進(jìn)行了研究。
　　本文基于 ABAQUS\Explicit有限元軟件，根據(jù)環(huán)件輾

2、擴(kuò)理論確定了工藝參數(shù)并綜合考慮環(huán)件熱輾擴(kuò)過程中熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射及環(huán)件塑形變形產(chǎn)熱四種因素的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大口徑寬幅薄壁環(huán)形件熱力耦合有限元建模。
　　本文通過 ABAQUS的用戶子程序和 Fortran語言相結(jié)合的方式，編寫了軋輥的運(yùn)動(dòng)控制程序，較好的實(shí)現(xiàn)了輾擴(kuò)過程中軋輥的運(yùn)動(dòng)控制，克服了傳統(tǒng)手工計(jì)算軋輥運(yùn)動(dòng)軌跡而存在的計(jì)算量大、通用性差、誤差克服難、耗時(shí)費(fèi)力和缺乏普適性等缺點(diǎn)，較好的保證了輾擴(kuò)過程的平穩(wěn)和成形環(huán)件圓度。

3、r>　　通過 ABAQUS有限元模擬，從不同階段時(shí)環(huán)件的應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)三個(gè)角度對(duì)大口徑寬幅薄壁環(huán)形件的宏觀成形質(zhì)量進(jìn)行了模擬分析。另外，本文還進(jìn)一步的分析了不同熱輾擴(kuò)工藝參數(shù)對(duì)環(huán)件宏觀成形質(zhì)量的影響規(guī)律，為實(shí)際生產(chǎn)中熱輾擴(kuò)工藝參數(shù)的選取和優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。
　　利用 Gleeble-3500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)和 VHX-100型光學(xué)顯微鏡等實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)文中環(huán)件的金屬材料 TD16鋼展開了不同參數(shù)的熱壓縮實(shí)驗(yàn)和金相實(shí)驗(yàn)，對(duì)TD

4、16鋼的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的體積分?jǐn)?shù)和晶粒尺寸模型進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)件材料 TD16鋼再結(jié)晶的數(shù)學(xué)建模。
　　鑒于 ABAQUS軟件本身無法模擬再結(jié)晶，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所建立的TD16鋼再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型并基于 ABAQUS的用戶子程序 VUMAT和 Fortran語言，初步的對(duì)大口徑寬幅薄壁環(huán)形件成形過程中微觀組織演變開展了研究。
　　本文通過對(duì)大口徑寬幅薄壁環(huán)形件熱輾擴(kuò)宏觀和微觀成形質(zhì)量的研究，為后續(xù)大口徑寬幅薄壁環(huán)形