基于全場(chǎng)應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法研究.pdf

1、管材液壓成形(Tube Hydroforming,THF)技術(shù)是用于生產(chǎn)薄壁管狀零件的塑性成形技術(shù)。焊縫管由于生產(chǎn)成本低、效率高、品種多等優(yōu)點(diǎn)而被作為 THF技術(shù)的主要原材料。焊縫管的塑性硬化參數(shù)對(duì)THF脹形件質(zhì)量有重要影響,同時(shí)也是THF模擬的基礎(chǔ)參數(shù)。本課題以SS304不銹鋼焊縫管為研究對(duì)象,探討焊縫管分別在單向拉伸試驗(yàn)和液壓脹形試驗(yàn)的全應(yīng)變場(chǎng)下確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法。結(jié)合焊縫管的塑性硬化參數(shù)和脹形前后金相組織,探討金相組織與

2、材料塑性硬化參數(shù)的關(guān)系。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)提出了基于單向拉伸試驗(yàn)的全場(chǎng)應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法,即場(chǎng)應(yīng)變-單拉法。將此方法得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)與基于混合準(zhǔn)則法的等應(yīng)變法(即均應(yīng)變-單拉法)得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。(2)提出了基于管材液壓脹形試驗(yàn)的全場(chǎng)應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法,即場(chǎng)應(yīng)變-脹形法。將此方法得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)與場(chǎng)應(yīng)變-單拉法得到的母材和焊縫的塑

3、性硬化參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。(3)模擬了混合試件的單向拉伸試驗(yàn)和焊縫管的液壓脹形試驗(yàn),以驗(yàn)證場(chǎng)應(yīng)變-單拉法和場(chǎng)應(yīng)變-脹形法的可靠性。(4)探討了材料金相組織與材料塑性硬化參數(shù)的關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明:(1)均應(yīng)變-單拉法確定的焊縫的應(yīng)變硬化指數(shù)n為-0.184,這違背了實(shí)際,場(chǎng)應(yīng)變-單拉法比均應(yīng)變-單拉法可靠;(2)場(chǎng)應(yīng)變-單拉法獲取的母材的塑性硬化參數(shù)大于同方法獲取的焊縫的塑性硬化參數(shù);(3)場(chǎng)應(yīng)變-脹形法可以方便的獲取焊縫管塑

4、性硬化參數(shù),避免了以往方法需要對(duì)脹形區(qū)的壁厚、軸向曲率半徑的直接測(cè)量;(4)場(chǎng)應(yīng)變-單拉法確定的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)均小于場(chǎng)應(yīng)變-脹形法確定的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù);(5)拉伸模擬得到的載荷-位移曲線與拉伸試驗(yàn)得到的載荷-位移曲線匹配較好,拉伸模擬得到的最大拉伸載荷與拉伸試驗(yàn)得到的最大拉伸載荷的誤差為0.67％,說(shuō)明場(chǎng)應(yīng)變-單拉法具有一定的可靠性;(6)場(chǎng)應(yīng)變-脹形法的脹形模型得到的脹形輪廓比場(chǎng)應(yīng)變-單拉法的脹形模型得到的脹形輪廓