高强方矩管冷弯成型工艺直接计算法研究及其应用

发布时间：2017-10-17 04:11

  本文关键词：高强方矩管冷弯成型工艺直接计算法研究及其应用

  更多相关文章： 直接计算法 裂纹产生判据 工艺因素影响 综合工艺优化措施

【摘要】：方矩管在船舶与海洋工程中应用广泛,在实际生产过程中,大多采用冷弯成型生产工艺。在方矩管冷弯成型生产过程中,方矩管角隅内侧产生裂纹,角隅外侧安全。本文首先对高强方矩管冷弯成型直接计算法进行研究,建立高强方矩管冷弯成型直接计算法的数值模型。在此模型的基础上,解释高强方矩管角隅外侧安全,内侧破裂的原因。最后讨论高强方矩管冷弯成型工艺因素对高强方矩管角隅内侧产生裂纹的影响,并提出综合工艺改进措施。在确定高强方矩管冷弯成型直接计算法的数值模型时,讨论了显隐算法选择、网格密度以及接触处理等。在建立高强方矩管冷弯成型直接计算法的数值模型时,比较了高强方矩管冷弯成型直接计算法的三维数值模型和二维数值模型,考虑三维数值模型算法的不稳定性,以及为了能分析成型中的回弹现象、角隅处细节分析和计算成本,我们选择了二维数值模型和隐式算法。最后,根据前面对算法选择探讨,建立了高强方矩管冷弯成型整个工艺道次的直接计算法数值模型。本文提出产生裂纹的一个简单判据,即把关键节点处的受力状态和Levy—Mises材料流动法则相结合来判断该关键节点是否产生裂纹。在完成方矩管冷弯成型全部道次数值仿真的基础上,采用该判据解释方矩管冷弯成型过程中角隅处产生裂纹的原因,与裂纹产生的实际情况得到了很好的符合。在讨论工艺因素对高强方矩管角隅内侧产生裂纹的影响时,采用了基于各生产因素相互独立的假设.本文分类讨论各生产工艺因素对高强方矩管角隅内侧裂纹产生的影响,以确定最优的工艺子因素。综合权衡这些生产工艺子因素改变带来的影响,在整体协调的基础上,将各最优工艺子因素组合,得出综合工艺优化措施。
【关键词】：直接计算法 裂纹产生判据 工艺因素影响 综合工艺优化措施
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 绪论9-20
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 冷弯成型数值直接计算法11-13
• 1.2.2 冷弯成型工艺探讨13-15
• 1.2.3 冷弯成型缺陷研究15-17
• 1.3 本文的研究意义及主要内容17-19
• 1.3.1 本文的研究意义17-18
• 1.3.2 本文的主要研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 2. 高强方矩管冷弯成型工艺直接计算法算法研究20-32
• 2.1 直接计算法的显式与隐式选择20-21
• 2.2 直接计算法网格密度的确定21-24
• 2.3 直接计算法的接触逻辑24-26
• 2.4 高强方矩管冷弯工艺直接计算法数值模型的建立26-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3. 方矩管角隅内侧裂纹产生原因的直接计算法分析32-54
• 3.1 弹性与塑性基本理论32-37
• 3.1.1 弹性与塑性32-33
• 3.1.2 应力与应变33-34
• 3.1.3 米塞斯屈服条件34-37
• 3.2 裂纹产生判据的研究37-41
• 3.2.1 材料曲线流动法则37
• 3.2.2 材料曲线流动法则的直接计算37-40
• 3.2.3 关键节点处不产生裂纹的判断40-41
• 3.2.4 关键节点处产生裂纹的判断41
• 3.3 高强方矩管冷弯成型角隅内侧裂纹产生的原因41-53
• 3.3.1 裂纹现象描述41-42
• 3.3.2 角隅处关键点受力状态42-49
• 3.3.3 角隅处关键节点材料曲线流动49-52
• 3.3.4 裂纹产生的原因52-53
• 3.4 本章小结53-54
• 4. 生产工艺因素对裂纹产生影响直接计算法分析54-71
• 4.1 上模具圆弧大小对产生裂纹的影响54-56
• 4.2 上下模具角度差对产生裂纹的影响56-58
• 4.3 成型角度对产生裂纹的影响58-59
• 4.4 板宽尺寸对产生裂纹的影响59-66
• 4.5 成型架次对产生裂纹的影响66-68
• 4.6 模具宽度对产生裂纹的影响68-69
• 4.7 本章小结69-71
• 5. 基于直接计算法的综合工艺改进措施71-75
• 5.1 方矩管工艺因素影响总结71
• 5.2 方矩管综合工艺优化措施71-74
• 5.3 本章小结74-75
• 6. 总结与展望75-78
• 6.1 总结75-77
• 6.2 展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录1 高强方矩管冷弯成型工艺图83-84
• 附录2 高强钢拉伸试验材料数据及处理84-88
• 附录3 攻读硕士期间发表的学术论文88

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