厚壁大尺寸橢圓形封頭熱成形數(shù)值模擬與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測.pdf

1、壓力容器是石油、化工、能源等行業(yè)的重要設(shè)備之一，由于對壓力容器的質(zhì)量、安全性、可靠性有很高的要求。因此，各國針對各行業(yè)中的壓力容器尤其對封頭的加工質(zhì)量都制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟的發(fā)展使得對能源尤其是電力需求也迅速增長，電站用鍋爐機組容量由100MW發(fā)展到1000MW,這使得封頭壁厚及尺寸隨之趨于大型化。目前，壓力容器中的封頭部件特別是大型厚壁頭多采用熱沖壓工藝來制造。長期以來的實踐所形成的經(jīng)驗計算方法在一定程度上存在較大的誤差，采用數(shù)值模

2、擬則能更好的指導(dǎo)實踐。本文采用有限元法對其熱成型過程進(jìn)行研究，并對封頭的成型工藝條件進(jìn)行優(yōu)化分析。最后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測了各成形條件下的減薄率。
　　鍋爐用19Mn6鋼的熱成形是在再結(jié)晶溫度上進(jìn)行。據(jù)此，通過不同應(yīng)變速率及不同溫度下的高溫力學(xué)性能實驗，獲得多組真應(yīng)力-真應(yīng)變數(shù)據(jù)，并以此建立了高溫下穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力的本構(gòu)方程，為后續(xù)的有限元模擬提供了準(zhǔn)確的材料數(shù)據(jù)。
　　通過Deform-3D有限元軟件對規(guī)格為Φ1200×100mm

3、的橢圓封頭進(jìn)行了變形-傳熱耦合模擬研究。獲得了成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、厚度、溫度及應(yīng)變速率等變化規(guī)律。從減薄率，熱收縮，及圓度三方面對其成形質(zhì)量進(jìn)行了評價，數(shù)值模擬結(jié)果與實際吻合較好。
　　利用正交設(shè)計法，對影響封頭熱成形質(zhì)量的主要工藝參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。采用極差分析法研究不同工藝參數(shù)如摩擦、溫度等對橢圓封頭減薄率的影響規(guī)律；通過方差分析對各因素的顯著性進(jìn)行了評價，獲得了封頭熱成形的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
　　綜合了均勻設(shè)計