大口徑厚壁長管件擠壓成型數(shù)值分析及優(yōu)化.pdf

1、大口徑厚壁無縫鋼管是火電、核電設(shè)備使用的重要基礎(chǔ)構(gòu)件,目前超(超)臨界火電第三代核電設(shè)備急需解決的耐高溫大口徑厚壁無縫鋼管在國內(nèi)無法滿足需求,而且傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的無縫鋼管無法滿足質(zhì)量要求,尤其是P91鐵素體耐熱鋼等高端核電用管和高壓鍋爐管產(chǎn)品,國內(nèi)能夠批量生產(chǎn)且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、工藝穩(wěn)定性可靠和有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的廠家很少。本文針對這一亟待解決的問題,對P91大口徑厚壁無縫鋼管的垂直擠壓工藝過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,并對其工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2、　　 本文利用GLEEBLE-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對P91材料進(jìn)行了熱模擬實(shí)驗(yàn),獲得了P91材料的高溫流動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變曲線,并對該實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,該流動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變曲線作為數(shù)值模擬中材料的基礎(chǔ)參數(shù)。
　　 本文利用DEFORM-3D數(shù)值模擬軟件對兩種典型電站用鋼管0559mm(外徑)x×φ339mm(內(nèi)徑)×12000mm(管長)以及φ813 mm(外徑)×φ679 mm(內(nèi)徑)×6500mm(管長)的垂直擠壓過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。

3、在數(shù)值模擬過程中分別針對擠壓比、凹模錐角以及定徑帶長度三個(gè)參數(shù),通過數(shù)值模擬結(jié)果分析了這三個(gè)參數(shù)對大口徑厚壁無縫鋼管垂直擠壓過程中的成型壁厚、等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、溫度場以及凸模載荷的影響。
　　 經(jīng)過對兩種不同管件的擠壓成型過程數(shù)值模擬分析以后,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法對兩種管件的成型工藝進(jìn)行了優(yōu)化,最終確定φ559mm×φ339nm×12000mm管件的擠壓比為5.8,凹模錐角15°,定徑帶長度為122mm；χ813mm×φ6