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。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，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)、熱對流、熱輻射及環(huán)件塑形變形產(chǎn)熱四種因素的影響，實現(xiàn)了對大口徑寬幅薄壁環(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，編寫了軋輥的運動控制程序，較好的實現(xiàn)了輾擴(kuò)過程中軋輥的運動控制，克服了傳統(tǒng)手工計算軋輥運動軌跡而存在的計算量大、通用性差、誤差克服難、耗時費力和缺乏普適性等缺點，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，從不同階段時環(huán)件的應(yīng)變場、應(yīng)力場和溫度場三個角度對大口徑寬幅薄壁環(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)對環(huán)件宏觀成形質(zhì)量的影響規(guī)律，為實際生產(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型熱模擬試驗機(jī)和 VHX-100型光學(xué)顯微鏡等實驗器材，對文中環(huán)件的金屬材料 TD16鋼展開了不同參數(shù)的熱壓縮實驗和金相實驗，對TD

4、16鋼的動態(tài)、靜態(tài)和亞動態(tài)再結(jié)晶的體積分?jǐn)?shù)和晶粒尺寸模型進(jìn)行了研究，實現(xiàn)了對環(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)實驗數(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