双金属复合管液压胀接成型工艺研究

发布时间：2017-08-31 07:12

  本文关键词：双金属复合管液压胀接成型工艺研究

  更多相关文章： 双金属复合管 液压胀接成型 残余接触压力 温度载荷 数值模拟

【摘要】：双金属复合管是通过一定塑性变形或连接技术使两种不同材料的金属管件紧密结合在一起的新型复合管材,相对于单一金属管材,双金属复合管充分利用了两种管材的优良性能,得到了广泛的应用。双金属复合管液压胀接成型具有工艺简单,逐渐加压成型,管内表面无刮擦或破坏现象等优点,并且是利用金属本身的材料属性使管件实现复合,是一种绿色加工技术。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法进行双金属复合管液压胀接成型工艺研究。本文主要研究内容如下:(1)根据弹塑性理论,分析了双金属复合管液压胀接成型过程中衬管与基管的应力变形关系,由变形协调条件得到了管层间接触压力和残余接触压力关于胀接内压力的解析解,以及胀接内压力的选择范围。并利用实验和ABAQUS有限元分析软件验证了双金属复合管液压胀接成型的理论解析解。(2)设计正交试验方案,选取衬管外内经之比、基管外内径之比、管层间初始间隙、管件长度、保压时间作为试验因素,为每个试验因素确定三种水平。对试验结果进行直观分析和方差分析,得到在双金属复合管液压胀接成型过程中各试验因素对试验指标残余接触压力和壁厚分布均匀性指数的影响程度,从而实现了对胀接工艺参数的优化。(3)研究了温度载荷对双金属复合管管层间接触压力的影响,分析了在热加载状态下复合管存在临界屈服温度,在热卸载状态下复合管存在临界分层温度,对复合管进行力学分析,推导出了复合管工作温度范围。利用ABAQUS有限元分析软件验证了复合管工作温度范围。分析了残余接触压力、工作压力、管件线膨胀系数、衬管壁厚、基管壁厚对复合管使用温度范围的影响。本文对双金属复合管液压胀接成型工艺的研究,研究成果为双金属复合管液压胀接成型生产和使用提供了理论依据与工艺规范,具有一定的理论意义与实用价值。
【关键词】：双金属复合管 液压胀接成型 残余接触压力 温度载荷 数值模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG394
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 双金属复合管成型工艺的研究9-14
• 1.1.1 机械复合成型工艺9-12
• 1.1.2 冶金复合成型工艺12-14
• 1.2 双金属复合管液压成型技术研究现状14-17
• 1.2.1 复合管液压成型理论研究进展14-15
• 1.2.2 国内外双金属复合管液压成形工艺发展历程和研究概况15-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 2 双金属复合管液压胀接成型弹塑性力学分析18-29
• 2.1 机械复合成型工艺基本原理分析18-19
• 2.2 当量屈服强度的确定19-21
• 2.2.1 双金属复合管塑性胀接过程图解法简介19-20
• 2.2.2 当量屈服强度的图解说明20-21
• 2.3 双金属复合管液压胀接成型过程弹塑性力学分析21-26
• 2.3.1 基本假设21-22
• 2.3.2 衬管弹塑性变形阶段22-24
• 2.3.3 基管加载阶段24-25
• 2.3.4 卸载阶段25-26
• 2.4 实例分析26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 双金属复合管液压胀接成型数值模拟29-37
• 3.1 有限元模型的建立及边界条件的处理29-31
• 3.1.1 复合管液压胀接成型的有限元简化模型29
• 3.1.2 有限元网格生成29-30
• 3.1.3 边界条件和载荷处理30-31
• 3.2 数值模拟及结果比较31-34
• 3.2.1 接触压力与胀接内压力的关系验证31-33
• 3.2.2 残余接触压力与胀接内压力的关系验证33-34
• 3.3 双金属复合管液压胀接成型实验34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 双金属复合管液压胀接成型工艺优化37-47
• 4.1 工艺优化正交试验方案设计37-39
• 4.1.1 试验指标37-38
• 4.1.2 试验因素38
• 4.1.3 因素水平38
• 4.1.4 试验方案设计38-39
• 4.2 正交试验结果分析与讨论39-44
• 4.2.1 直观分析39-43
• 4.2.2 方差分析43-44
• 4.3 优化方案的模拟分析44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 5 温度载荷对双金属复合管管层间接触压力的影响47-59
• 5.1 线膨胀系数和温度变化对管层间接触压力的影响47
• 5.2 热加载状态下复合管力学分析47-51
• 5.2.1 温度载荷与热压力之间的关系47-49
• 5.2.2 工作压力作用下复合管受力分析49-50
• 5.2.3 临界屈服温度计算50-51
• 5.3 热卸载状态下复合管力学分析51-52
• 5.4 温度载荷影响数值模拟52-54
• 5.5 复合管工作温度范围影响因素分析54-58
• 5.5.1 残余接触压力对复合管工作温度范围的影响54-55
• 5.5.2 工作压力对复合管工作温度范围的影响55
• 5.5.3 管件线膨胀系数对复合管工作温度范围的影响55-56
• 5.5.4 衬管壁厚对复合管工作温度范围的影响56-57
• 5.5.5 基管壁厚对复合管工作温度范围的影响57-58
• 5.6 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 6.1 总结59-60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66
• A. 作者在攻读学位期间参与的研究项目66
• B. 实习经历66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 武宏;原思聪;许云华;;双金属复合管离心机的改进设计[J];热加工工艺;2008年13期

2 李为卫;秦长毅;贾君君;方伟;葛明君;屈忆欣;;一种油气田开发用新型双金属复合管[J];钢管;2009年04期

3 李发根;魏斌;邵晓东;蔡锐;;高腐蚀性油气田用双金属复合管[J];油气储运;2010年05期

4 徐志友;;不锈钢衬层双金属复合管的焊接[J];装备制造;2010年04期

5 李发根;魏斌;邵晓东;蔡锐;;双金属复合管技术经济性分析[J];腐蚀科学与防护技术;2011年01期

6 周声结;郭崇晓;张燕飞;;双金属复合管在海洋石油天然气工程中的应用[J];中国石油和化工标准与质量;2011年11期

7 赵晨光;彭清华;马宏伟;鲁欣豫;曹军;;双金属复合管焊接技术探讨[J];焊管;2013年01期

8 王永芳;袁江龙;张燕飞;郭崇晓;;双金属复合管的技术现状和发展方向[J];焊管;2013年02期

9 王京;;双金属复合管端部处理焊接技术[J];电焊机;2014年05期

10 杜清松;曾德智;杨斌;张智;黄黎明;;双金属复合管塑性成型有限元模拟[J];天然气工业;2008年09期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 杨尚磊;房加强;吕明开;何建萍;丁波;;双金属复合管的界面微观组织研究[A];第三届层压金属复合材料开发与应用学术研讨会文集[C];2012年

2 吴华;黄黎明;谷坛;;双金属复合管(含焊缝)的整管段腐蚀评价研究[A];第三届层压金属复合材料开发与应用学术研讨会文集[C];2012年

3 刘建彬;韩静涛;解国良;鲍善勤;王黎晖;;一种新型双金属复合管及其制备工艺研究[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

4 宋亚峰;;油气田开采用冶金复合双金属复合管开发与应用[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

5 刘建彬;韩静涛;解国良;鲍善勤;王黎晖;;双金属复合管界面组织研究[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

6 杨尚磊;薛龙飞;林庆琳;;双金属复合管的焊缝跟踪系统研究[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年

7 曾德智;谷坛;黄黎明;霍绍全;袁曦;闫静;;双金属复合管环焊缝抗SSC性能评价方法研究[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

8 解国良;韩静涛;刘建彬;鲍善勤;刘焕统;王黎晖;;含有过渡层的双金属复合管受内压载荷时的力学行为分析[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

9 曾德智;杨斌;田刚;朱达江;林元华;施太和;;碳钢油管衬里不锈钢管的有限元模拟与试验研究[A];第三届层压金属复合材料开发与应用学术研讨会文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 通讯员 黄健强 申延波;塔里木双金属复合管焊接质量领跑全国[N];中国石油报;2013年

2 许志红 郭崇晓;以航天技术引领防腐市场“革命”[N];中国航天报;2006年

3 李威;小工厂这样迈向产业化[N];中国航天报;2008年

4 通讯员 荣元昭　本报记者 沈谦 汪曼莉;打造深海油气田运输的安全通道[N];陕西日报;2010年

5 刘建彬;国内外双金属复合管研究概况[N];世界金属导报;2011年

6 记者 杨扬　通讯员 李治梅;我市新增一项省自主 创新重大成果转化项目[N];邯郸日报;2010年

7 通讯员 于璇;“江苏众信”新型复合管攻克管道抗腐蚀难题[N];南京日报;2011年

8 本报记者 孙丁玲;海疆奋战破国外垄断[N];中国航天报;2012年

9 记者 高向东　通讯员 叶红;大口径双金属复合管焊接技术国内领先[N];中国石油报;2012年

10 ;铜钢双金属复合管[N];中国有色金属报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 范兆廷;新型输油气双金属复合管道腐蚀及可靠性研究[D];重庆大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 罗淦;双金属复合管JCO成型理论与实验研究[D];太原科技大学;2015年

2 郑皓永;双金属复合管多斜辊矫直工艺数值模拟研究[D];燕山大学;2016年

3 万冠杰;双金属复合管缺陷弱磁检测技术研究[D];南昌航空大学;2016年

4 余俊志;20/316L双金属复合管焊缝性能及施工技术研究[D];东北石油大学;2016年

5 倪兴健;双金属复合管液压胀接成型工艺研究[D];重庆大学;2016年

6 孙育禄;耐蚀合金双金属复合管的应用技术[D];西安石油大学;2013年

7 帅铭;双金属复合管制备及性能分析[D];西北大学;2015年

8 马力;双金属复合管拉拔成型装置设计与其工艺研究[D];西北大学;2013年

9 陈海云;双金属复合管塑性成型力学分析及其装置的研究[D];浙江工业大学;2006年

，

本文编号：764178