大口徑寬幅薄壁環(huán)形件熱輾擴宏微觀成形質量研究.pdf

1、隨著我國風力發(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用并呈現出向大型化方向發(fā)展的趨勢。傳統以焊接生產的壓力容器在焊縫處殘余應力大，易產生應力集中、脆性斷裂、疲勞失效等現象。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，提出以熱輾擴的方式生產大口徑寬幅薄壁環(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量的角度進行了研究。
　　本文基于 ABAQUS\Explicit有限元軟件，根據環(huán)件輾

2、擴理論確定了工藝參數并綜合考慮環(huán)件熱輾擴過程中熱傳導、熱對流、熱輻射及環(huán)件塑形變形產熱四種因素的影響，實現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語言相結合的方式，編寫了軋輥的運動控制程序，較好的實現了輾擴過程中軋輥的運動控制，克服了傳統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)件的應變場、應力場和溫度場三個角度對大口徑寬幅薄壁環(huán)形件的宏觀成形質量進行了模擬分析。另外，本文還進一步的分析了不同熱輾擴工藝參數對環(huán)件宏觀成形質量的影響規(guī)律，為實際生產中熱輾擴工藝參數的選取和優(yōu)化提供了理論指導。
　　利用 Gleeble-3500型熱模擬試驗機和 VHX-100型光學顯微鏡等實驗器材，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)再結晶的體積分數和晶粒尺寸模型進行了研究，實現了對環(huán)件材料 TD16鋼再結晶的數學建模。
　　鑒于 ABAQUS軟件本身無法模擬再結晶，根據實驗數據所建立的TD16鋼再結晶數學模型并基于 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)形件熱輾擴宏觀和微觀成形質量的研究，為后續(xù)大口徑寬幅薄壁環(huán)形