西安工业大学学报：压力容器用拱形膜片液压胀形工艺的有限元模拟
2021-08-03【作 者】成鹏飞;孙嘉麟;许岗;许军锋
【摘 要】为了探究拱形膜片的加工工艺对膜片成型精度(特别是拱高)的影响,本文采用有限元模拟法研究了一种正拱带槽形膜片(泄放口径100 mm,厚度0.5 mm,刻槽0.2 mm)的液压胀形过程,分析了加载压力、加载速度、加载路径、夹具圆角等因素对拱高的影响规律。结果表明:随加载压力上升,拱高呈线性增加;随着加载速度减小,拱高略有降低,并趋于稳定;胀形过程加载变速会导致拱高成型时偏离设计尺寸,因此需要全程匀速加载;随夹具圆角半径增加,拱高增加,夹持部位边缘等效应力减小,膜片夹持部位变形范围增大。该结果可应用于拱形膜片的加工工艺优化。
【结 论】
通过对一种压力容器中正拱带槽型膜片的胀形过程进行有限元模拟，研究了胀形过程中加载压力、加载速度、加载路径、夹具圆角等对胀形后拱高的影响规律，得出以下结论：
1）加载压力对膜片胀形拱高起决定性作用，本文采用的膜片最佳成型压力为5Mpa，膜片其拱高和加载压力的关系可以表示为H=K●P。
2）随着加压速度的降低，膜片变形更加均匀，模型的拱高略有减小，在加载速度低于0.05Mpa●ms-1后，拱高趋于稳定。
3）加压速率变化会导致膜片成型尺寸偏离设计尺寸，实际加工中应考虑加压速率变化方式。
4）随着夹持圆角半径增加，拱高线性增加，且夹持部位边缘的剪切应力有所下降，但过大的圆角会导致变形范围增大，对应于直径为100mm，厚度为0.5mm的膜片，其圆角半径为应该控制在1.52.0mm。
以下是正文：
