高钢级管道延性断裂过程中壁厚减薄率研究

延性断裂严重威胁高钢级管道的运行安全,但其具体行为尚不明确,尤其是壁厚减薄率这一参量,难以在全尺寸管道爆破试验中实时监测,制约了对高钢级管道断裂与止裂机理的深入研究。针对这一问题,借助数值模拟方法,对高钢级天然气管道延性裂纹动态扩展过程中管道轴向壁厚减薄率的分布及演化规律进行了系统研究,分析了设计系数、管道几何尺寸及管材特性对其的影响。结果表明,轴向管壁减薄始终分布于初始裂纹尖端至当前裂纹尖端的范围内,各因素对其分布规律均无影响;减薄率最大值始终出现在当前裂纹尖端处。管道壁厚越小、材料强度越低,壁厚减薄率越大,设计系数及管道直径均对壁厚减薄率无影响。

天然气高压管道弯管壁厚减薄率的计算公式分析

本文从天然气高压管道弯管技术要求出发,对天然气高压管道弯管壁厚减薄率的计算公式进行了推导,并通过相应的计算分析,证明了公式的合理性和有效性。

耦合辊轮转速对超薄壁环件滚压成形壁厚影响

文章结合仿真分析和实际的试验验证,研究了驱动以及导向辊轮在不同转速耦合时对超薄壁环件的壁厚影响,结果表明,壁厚平均减薄率随驱动辊转速的增大而不断增大。然而在耦合双辊时,驱动辊转速为0.2 rad/s,耦合导向辊为0.2 rad/s时为最优加工参数。在中速区间加工时,导向辊转速的提升可一定程度促使环件壁厚减薄率下降,过高或过低的导向辊转速均会导致材料壁厚减薄率上升。该项研究揭示的辊轮转速耦合效应对于环件壁厚减薄率的影响及其变化规律,有助于改善金属密封圈的加工流畅性、厚度一致性,对汽车排气系统等相关领域的密封性研究提供借鉴和参考。

空心焊接球壁厚减薄机理与影响因素分析

焊接球在制造过程中,常出现壁厚减薄现象,严重影响接头的极限承载能力。依托大英县特色农产品展销基地及配套设施建设项目,建立了壳单元模型和实体单元模型,分析了空心焊接球的制作工艺及其壁厚减薄率过大的内在机理,探明了空心焊接球不同节点处的应力和厚度分布规律,为空心焊接球施工提供参考。

天然气高压管道弯管壁厚减薄率的确定

对天然气高压管道弯管壁厚减薄率的计算公式进行了理论推导,计算结果与相关规范和工程技术规格书的指标一致,工程实践证明推导的弯管壁厚减薄率计算公式行之有效。

关于长输天然气管道弯管壁厚减薄率的研究

本文通过理论公式计算,结合国内外弯管壁厚减薄率计算方法及相关要求进行对比,并列举项目中应用实例,进一步确定了长输天然气管道弯管壁厚减薄率计算及核算方法。

金属板料单点增量成形厚度减薄率的预测与控制

金属板料单点增量成形过程中成形区域厚度减薄率过大是影响成形极限的一项重要因素,预测成形区域壁厚是控制减薄率的重要方法。选取1060铝板,对单点增量成形过程中的壁厚变形过程进行分析,利用Abaqus有限元分析软件,建立单点增量成形有限元模型,利用仿真结果拟合出精度较高的壁厚预测公式,分析工具头直径、层间距、进给速度、板料厚度、成形角度等工艺参数对减薄率的影响规律,并通过试验验证有限元模拟的正确性,并提出通过改变成形轨迹控制减薄率的方法。结果表明:拟合出的壁厚预测公式所求得壁厚值比正弦定理所求得的壁厚值更接近实验值;壁厚减薄率值随着工具头直径、成形角度和板料厚度的增大而增加,随层间距的增加而减小,进给速度对减薄率影响不显著,成形角度是影响减薄率的最重要因素;采用压入点均布的成形轨迹可有效减小减薄率。

圆管无芯弯曲壁厚变薄量研究

采用回归分析和曲线拟合方法，提出圆管无芯弯曲壁厚减薄量新的计算公式。

1000MW机组锅炉受热面弯管外弧侧壁厚控制计算比较

采用不同标准对1 000MW机组锅炉受热面弯管外弧侧最小需要壁厚Swx,min进行了计算。结果表明:由GB/T 9222和DL/T 5054计算的Swx,min非常接近,且均小于按JB/T 1611或JB/T 6509计算的结果;在制造检验中,应按JB/T 1611—93和JB/T6509—92对弯管外弧侧壁厚进行控制,若壁厚减薄率略大于其规定的控制值,可按GB/T 9222或DL/T 5054的最小需要壁厚控制;对在役锅炉,按DL/T 438执行,但需考虑材料蠕变损伤引起的性能劣化的影响。

圆管无芯弯曲壁厚变薄量研究

采用回归分析和曲线拟合方法,提出圆管无芯弯曲壁厚减薄量新的计算公式。经验证该公式比目前实际采用的变薄量计算公式具有更高的计算精度。

静压支撑-单点增量成形制件减薄率研究

为解决单点增量成形制件因减薄不均而产生的破裂问题,将静压支撑技术引入到成形过程中进行辅助成形。首先,对静压支撑-单点增量成形机理进行分析,根据减薄程度对制件进行区域划分;然后,利用数值模拟研究不同静压条件下制件各区域的减薄率变化规律;最后,搭建静压支撑-单点增量成形实验平台验证模拟结果。结果表明,Ⅱ区域减薄率沿结点路径增大,在距离板料边缘37. 5 mm处达到最大值,且随成形深度增加,减薄率在Ⅱ区域中间位置略有降低,至底端附近又有增加。减薄率随静压参数的增大而减小,实验结果和仿真结果的误差小于5%。相比单点增量成形,静压支撑-单点增量成形技术可以有效提高和控制制件壁厚的均匀性,延缓或避免了制件的破裂。

关于天然气热煨弯管母管壁厚的选取

通过对相关规范中天然气弯管的要求,壁厚减薄率的公式推导及母管壁厚偏差等方面的分析,确定了热煨弯管母管壁厚的计算及校核方法。

基于超声检测不同联拉工艺下TP2铜管的轴向壁厚均匀性

铜管铸坯经三辊行星旋轧后,管坯轴向壁厚存在不均匀现象,影响联合拉拔管坯的壁厚均匀性。针对此问题,首先基于超声检测原理,自主研发了轧后在线超声检测新型设备,开展了TP2铜管壁厚在线测量试验。在此基础上,利用试验数据建立联合拉拔铜管管坯的几何模型。其次,采用有限元模拟,分析不同联拉工艺对联拉后铜管壁厚均匀性的影响,并建立了铜管轴向壁厚均匀性的评价公式。研究结果表明:初始管材壁厚不均匀度会提高拉拔过程中拉拔力的波动,增大芯头轴向位移的距离;适当增加壁厚减薄率可以改善游动芯头拉拔后铜管轴向壁厚的不均匀度;随着壁厚减薄率的增加,拉拔过程中的径向应力及游动芯头位移的波动越大。该研究对游动芯头拉拔工艺中管材的轴向壁厚均匀性调控具有指导及借鉴意义。

差厚管内高压成形变形协调性研究

为了揭示差厚拼焊管内高压成形中,厚管与薄管的长度比和厚度比对变形协调性的影响规律,对不同长度比和厚度比拼焊管坯胀形过程进行了数值模拟研究,并分析了长度比和厚度比与轴向应变分布、减薄率分布的关系.通过拼焊管胀形实验获得了不同长度比拼焊管坯的胀形结果,对实验件轴向应变分布和变形协调性进行了测试分析.研究表明:变形协调性随差厚拼焊管长度比增大而提高,随厚度比增大而降低.差厚管内高压成形过程中,由于壁厚不同导致薄、厚管变形状态出现明显差异,薄管靠近焊缝区域的轴向拉应变最大,致使该处减薄率明显大于其它部位.变形协调性越好,壁厚均匀性越高.

输气管道工程热煨弯管标准编制和设计制造技术分析

回顾感应加热弯管标准编制的发展历程并介绍标准的重要内容,分析感应加热弯管外弧侧壁厚减薄率C计算公式的符号含义;分析感应加热弯管和钢板加热压制组焊弯管成形前后壁厚与应力变化,指出当前油气输送管道设计规范关于热煨弯管壁厚设计计算存在的分歧,提出变壁厚弯管和等壁厚弯管概念及其应力分布和壁厚计算方法;以ASME B31.3—2010《工艺管道》关于弯管壁厚计算公式的规定和感应加热弯管水压爆破试验启裂口位置实例予以佐证。建议相关设计规范对热煨弯管壁厚计算公式予以修改和完善。以热煨弯管应力分布状态和弯管强度条件下的危险位置为依据,提出双壁厚弯管概念和结构。

文丘里管液压胀形工艺仿真研究

针对文丘里管流量计现阶段生产工艺工序多、轻量化困难的问题,提出液压胀形工艺生产文丘里管流量计。为了探究各工艺参数对文丘里管流量计液压胀形的影响,以材料力学为理论基础,基于有限元软件进行单因素数值模拟,探究成形效果较好的加载路径、接触面摩擦因数以及加载压力。以数值模拟结果为依据进行实验验证,并将数值模拟结果与实验结果进行对比。结果表明,实验壁厚与仿真壁厚变化趋势一致。仿真壁厚最大减薄处位于过渡区与成形区结合处,减薄率为28.9%,最大应变为0.3043,整体壁厚变化连续性强。

冲压成型过程对焊接空心球节点力学性能影响研究

焊接空心球节点在制作和焊接过程中,会引起壁厚减薄率和焊接残余应力等初始缺陷,从而导致节点的力学性能的明显变化。采用有限元数值模拟方法,研究了焊接空心球节点制作和焊接过程中,壁厚减薄率和焊接残余应力的形成机理,研究了其对焊接空心球节点极限承载力的影响规律,发现壁厚减薄率和焊接残余应力对节点力学性能有较为显著的影响,建议在今后设计时适当考虑。

PEI板材粘性介质温热胀形试验及变形规律研究

针对小批量、复杂形状的薄壁聚醚酰亚胺(PEI)制件提出了采用粘性介质温热成形的方法进行此类零件的成形,以达到降低生产成本、缩短产品研制周期的目的。通过PEI板材的拉伸实验和粘性介质温热胀形试验,研究了不同温度条件下的PEI板材力学性能及其变形规律。研究结果表明:PEI板材在(20~150)℃范围内,随着温度的升高,成形性能逐渐提高;PEI粘性介质温热胀形试件的最大壁厚减薄率在胀形试件中心呈现区域性分布,最大壁厚减薄率区域面积随着变形温度的升高而增大;此外,相比于单向应力状态,PEI板材在双向应力状态下具有更好的成形性能,并且PEI板材的形变没有对零件表面光泽和透光率造成影响。

新老国家标准弯管强度计算方法对比分析

新国家标准GB/T9222-2008《水管锅炉受压元件强度计算》中采用的弯管强度计算新方法及其主要公式的由来。通过与老标准的对比分析,指出新标准弯管强度计算方法在老标准基础上有重大改进。

TC31钛合金四层舵翼超塑成形/扩散连接工艺研究

为研究TC31四层舵翼的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺,开展了高温拉伸、有限元仿真和舵翼件试验研究。结果表明,TC31钛合金在920℃和0.001s^(-1)应变速率下,延伸率为639%,展现了良好的超塑性能;四层舵翼超塑成形/扩散连接的ABAQUS仿真结果表明,最大减薄处位于预置块边缘单胞的圆角处芯板上,最大减薄率为67.5%,最大真应变为1.04;在920℃,利用0.2MPa背压和芯板内阶梯加压方法,成功制备了无表面凹陷的TC31四层板舵翼件;在920℃和3MPa压力下扩散2h,扩散连接界面质量良好,焊合率达到97%以上。