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铝—钢复合管爆炸焊接数值模拟及实验研究

发布时间:2018-04-06 04:20

  本文选题:铝-钢复合管 切入点:参数计算 出处:《安徽理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:爆炸焊接方法生产的复合管产品具有成本低,复合质量高,无焊缝和无电位腐蚀等突出优点,能够满足军工、石油管道、化工等领域诸多需求。目前国内复合管爆炸焊生产中工艺参数选取大都参考以往经验,不同工艺参数之间存在较大差异,复合管生产和产品研发进程缓慢。因此采用系统、科学的研究方法对复合管爆炸焊接进行研究具有非常重要的意义。本文采用程序计算核电站冷却水管常使用的铝-钢复合管的爆炸焊接理论窗口参数值和工艺参数值,利用Ansys/Ls-Dyna模拟软件进行显式动力分析,对爆炸焊接实验参数下的不同模型进行数值模拟,设计并进行了铝-钢复合管爆炸焊接实验。针对不同参数下得到铝-钢复合管样品,采用无损检测、金相观察和力学性能检测方法进行评价。结果表明:编制的“复合管爆炸焊接参数计算程序”能够计算出指导实验的工艺参数;数值模拟发现铝-钢复合管爆炸焊接过程中复管材料会发生极大的塑形变形和流体化现象,界面处存在极大的塑形变形能;间隙过大会导致复管飞行速度过快,复管铝材来不及形变而产生拉断缺陷;焊接能量不足导致管材端部分层缺陷;装药厚度7mm,间隙高度1.0mm是文中铝-钢复合管的最佳制备参数。综上所述,本文以铝-钢爆炸焊接复合管为实例,成功试制铝-钢复合管,得出最佳工艺参数,采用系统性的爆炸焊接参数计算、数值模拟和爆炸焊接实验相结合的研究方法是合理可行的。本文的研究结果为改进和提高爆炸焊接复合管生产和研究工作提供了新的思路。
[Abstract]:The composite pipe produced by explosive welding method has the advantages of low cost, high compound quality, no weld seam and no potential corrosion. It can meet the needs of military industry, petroleum pipeline, chemical industry and so on.At present, the selection of process parameters for explosive welding of composite pipes in China is mostly based on previous experience. There are great differences among different process parameters, and the process of production and product research and development of composite pipes is slow.Therefore, it is of great significance to study the explosive welding of composite pipe by using systematic and scientific research methods.In this paper, the parameters of theoretical window and process parameters of explosion welding for aluminum-steel composite pipes commonly used in cooling water pipes of nuclear power station are calculated by program, and explicit dynamic analysis is carried out by using Ansys/Ls-Dyna simulation software.Numerical simulation of different models under the experimental parameters of explosive welding was carried out, and an explosion welding experiment of aluminum steel composite pipe was designed and carried out.The aluminum-steel composite pipe samples obtained under different parameters were evaluated by nondestructive testing, metallographic observation and mechanical property testing.The results show that the "calculation Program for explosive Welding parameters of Composite Pipe" can calculate the technological parameters to guide the experiment.The numerical simulation results show that the composite pipe material will occur great plastic deformation and fluid phenomenon during the explosion welding of the aluminum steel composite pipe, and there is a great plastic deformation energy at the interface, and the overassembly of the gap leads to the overflight speed of the composite pipe.The failure of aluminum in composite tube can not be deformed without time, the defect of end layer is caused by insufficient welding energy, the thickness of charge is 7mm and the gap height 1.0mm is the best preparation parameter of Al-steel composite pipe in this paper.To sum up, this paper takes aluminum-steel explosive welding composite pipe as an example, successfully trial-manufactured aluminum-steel composite pipe, obtains the best technological parameters, and calculates the parameters by systematic explosion welding.It is reasonable and feasible to combine numerical simulation with explosive welding experiment.The results of this paper provide a new idea for improving and improving the production and research work of explosive welded composite pipe.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG456.6

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