薄壁管壳体环矢挤压缩径工艺仿真分析与研究

目的针对空心薄壁件在缩径成形工序中力学性质难以观测且缩径成形加工效率较低的问题,提出一种使用18瓣环矢挤压模具进行环矢挤压一次性成形的缩径工艺,并研究了该工艺下薄壁管壳体的弹塑性变形规律。方法以外径6.3 mm、壁厚2 mm、颈缩宽度1 mm的小尺寸薄壁管壳体(Q255材料)为研究对象,基于Barlat'96屈服准则和M-K沟槽理论,结合L.H.Donnell理论,建立管壳体环矢挤压缩径的塑性微元应力模型,通过ANSYS软件建立环矢挤压缩径工艺有限元模型,并进行数值模拟分析,获得管壳体环矢挤压过程中内壁面和颈缩区厚度方向的应力分布规律;最后进行实验验证,利用千分尺测量外径,采用应力测定仪测量中心位点应力,验证了该工艺下仿真结果的准确性。结论颈缩区域宽径比越大,缩径成形越远离弹性区;内壁面的应力整体呈凸状分布;卸载后,壁厚方向的残余应力呈从外壁到内壁逐渐增大的线性分布趋势,缩径区中心点最大残余等效应力为319.76 MPa,分布在挤压部位的内表面;经实验验证,内壁面中心位点的最大残余应力为183 MPa,其与仿真分析结果(202.5 MPa)的吻合度高达91.5%,验证了仿真结果的准确性。该环矢挤压模具能够有效进行空心薄壁管壳体的一次性缩径成形,提高制造效率,该研究结果可为薄壁管件环矢挤压缩径成形的工艺设计及工程应用提供参考。

管壳体单工多力点挤压塑变模型研究

在现有的管壳体挤压机中,管壳体卡痕质量不稳定,挤压活动板是管壳体挤压机中保证卡痕稳定性的重要构件,如果改变向上推力在挤压活动板上的作用点位置,可能获取不同的管壳体卡痕质量,笔者采用单工位多平均施力点的发散施力方式构建管壳体挤压塑变模型,并运用专业分析软件Inventor对挤压活动板进行内应力、位移、形变、管壳塑变等分析,建立了管壳体单工位多力点挤压塑变模型,对于改善传统管壳体挤压方式产生了较大的影响,同时极大的提高了管壳卡痕稳定性。

气缸位置分布对管壳体卡痕的影响

对现有管壳体卡口机构,在多次管壳体卡口实验中,发现同一次卡口的不同管壳体卡痕深度并不一致,调整施力气缸在卡口固定板和卡口推力板上的分布位置,记录实验数据并分析,探究气缸位置分布对管壳体卡痕的影响。

基于PT双因素的管壳体收缩模型研究

管壳体卡口收缩尺寸与其材料、卡口位置、受力分布、卡具形状等诸多因素有关。本文对影响管壳体卡口收缩尺寸的压力因素(P)和压力作用时间(T)进行研究,应用双因素回归分析法和方差分析法对数据进行分析讨论,并建立管壳体PT收缩模型,探究管壳体卡口收缩尺寸与压力(P)及压力作用时间(T)的相关性和变化规律,结果显示所建立的PT收缩模型能很好反映管壳体卡口收缩尺寸压力因素及压力作用时间之间的关系。

蒸汽辅助重力泄油双管壳体泄漏失效分析

某石油公司蒸汽辅助重力泄油注汽井在注汽过程中双管壳体部位发生泄漏。采用宏观检验、无损检测、化学成分分析、力学性能试验、硬度测试、金相检验、能谱分析和流场模拟等方法对双管壳体的泄漏原因进行了分析。结果表明:双管壳体泄漏主要是由流体冲蚀造成的,而副管压套与副管处的结构缺陷加速了冲蚀减薄进程。