护环液压缩径工艺数值模拟与试验研究

采用有限元模拟与试验方法,分析了300 MW Mn18Cr18N钢护环液压缩径时的受力状态和变形规律。研究表明,液压缩径过程中,环坯内壁首先进入塑性变形状态,随着外压的逐渐升高,逐步向外壁扩展。变形过程中,环坯内壁、中壁和外壁变形相互协调。环坯内壁的等效应变和等效应力均始终大于外壁。模具锥角是影响环坯缩径形状的重要因素。由于模具锥角的改变,使得环坯端部受到的径向压力分量Fr和轴向压力分量Fz随之改变。当模具锥角较小时,径向压力分量Fr要明显大于轴向压力分量Fz,这导致采用小角度锥角的模具时,环坯缩径后往往呈现鼓肚形,当模具锥角较大时,轴向压力分量Fz将大于径向压力分量Fr,因此,采用大角度锥角的模具时,环坯缩径后呈现喇叭口形。通过数值模拟和试验验证的手段得出,当模具锥角在50°左右时,环坯可以获得较好的液压缩径效果。