钢管热扩口力的计算及其数值模拟

根据钢管热扩口工艺的特点和扩口过程中的金属流动规律,推导出扩口力的计算公式,并运用ANSYS/LS-DYNA软件对扩口过程进行了数值模拟,验证了扩口公式计算的准确性。为以后扩口力的计算提供了依据。

基于接头界面分析的钢/铝传动轴磁脉冲焊接工艺优化

目的研究磁脉冲焊接工艺参数对钢/铝传动轴焊接接头界面波形特征的影响规律,并优化设计焊接工艺参数。方法采用光滑粒子动力学模拟方法分析接头界面波形,并以界面波形特征为目标,研究磁脉冲焊接时的工艺参数(扩口角度、放电电压、设备电容)对焊接接头界面的影响程度,并利用灰色关联度方法分析得出综合最佳工艺参数设置组合。结果随着扩口角度的增加,钢/铝管轴连接界面波幅/波长值呈现出先升后降的趋势;放电电压增加,界面波幅/波长值增加;储能电容值对管轴碰撞速度影响不明显,连接界面波幅和波长变化不大。放电电压对界面成波区域长度的影响最大;各因素对波幅的影响程度为:放电电压>扩口角度>设备电容。结论通过接头界面分析工艺参数对焊接强度的影响程度,对钢/铝传动轴扩口-磁脉冲焊接工艺设计具有理论指导作用。

纯钛薄壁管端法兰扩口-镦粗复合成形工艺

为解决管端法兰直接镦粗成形过程中易产生折叠缺陷的问题,以TA2纯钛管为原材料,提出了管端法兰扩口-镦粗复合成形新方法,并成功制备出纯钛薄壁管端法兰。采用实验和数值模拟方法研究了不同角度的扩口预变形对管端法兰镦粗过程中折叠缺陷形成位置及大小的影响规律,并对经20°和0°扩口变形的管端法兰在镦粗行程为50%时的径向流速分布进行了分析对比。结果表明:在数值模拟中,折叠区域的应变量很大,其是由管壁挤压形成的折叠缺陷导致的;扩口预变形会使自由管端法兰镦粗时在内部产生弯矩,改变了纯钛的金属流动行为;折叠缺陷的深度随着扩口角度的增大而减小;相对于直接镦粗,先经20°扩口变形再镦粗成形的管端法兰,其折叠缺陷由内壁转移至上表面,且折叠缺陷的深度较小,后续机加工去除后不影响管端法兰的整体质量。