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塑性工程学报:焊缝管液压胀形模拟建模及变形规律的研究

2021-09-23

【作 者】杨连发;孙克锐

【摘 要】基于周向显微硬度的分布及经验公式法,确立了STKM11A焊缝管热影响区的流动应力;通过对热影响区进行分片的方式,建立了包含焊缝和热影响区的焊缝管液压胀形的有限元模拟模型。基于该模型,模拟分析了STKM11A焊缝管液压胀形时的变形规律,如截面轮廓形状、周向壁厚分布和成形极限等,并与胀形实验结果进行对比。结果表明,液压胀形后焊缝管的截面轮廓形状不对称、壁厚分布不均匀,最小壁厚位于热影响区;包含焊缝及热影响区的有限元模型在预测焊缝管液压胀形的变形规律、极限载荷和潜在胀裂位置等方面,较其他常规模型更加精确。

【结 论】

探讨了STKM11A焊缝管液压胀形的数值模拟的建模方法,通过数值模拟和实验研究,对焊缝管的液压胀形变形规律进行了探讨,得出如下主要结论:

1、基于显微硬度分布及经验公式法确定热影响区的流动应力,然后通过分片方式建立的包含焊缝及热影响区的数值模拟模型,在预测有缝管液压胀形时的截面轮廓形状、壁厚分布、极限载荷、潜在破裂位置方面,比其他常规模拟模型更加精确。

2、STKM11A焊缝管液压胀形后截面轮廓形状一般不能保持为圆形,在变形前期,与焊缝呈90º和180º方向的径向胀形量较大,而在变形后期,与焊缝呈0º和180º方向的径向胀形量较大。

3、STKM11A焊缝管液压胀形后的周向壁厚分布不均匀,最小壁厚位于靠近管材基体的热影响区内,此处也是管材潜在的破裂位置。

以下是正文:

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