充压冷弯工艺对薄壁管弯曲加工应力的影响研究

发布时间：2017-10-08 08:28

  本文关键词：充压冷弯工艺对薄壁管弯曲加工应力的影响研究

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【摘要】：核电一回路蒸汽发生器传热管是一种典型的薄壁管结构。薄壁管在冷弯曲成型过程中容易产生截面椭圆度变形、外壁减薄,内壁褶皱等缺陷,而薄壁管弯曲残余应力更是影响核电一回路管路材料应力腐蚀开裂的重要因素之一。研究表明,充压冷弯可以有效解决薄壁管弯曲过程中的许多工艺问题。本文利用理论分析和数值模拟相结合的办法,建立了一种针对薄壁管冷弯成型的充压弯曲模型,研究了内压对薄壁管弯曲成型过程以及冷弯残余应力对裂纹尖端力学场的影响规律,完成的主要研究工作有:(1)利用ABAQUS软件建立了管内充压弯曲成型的有限元分析模型,通过给管内施加不同内压,计算得出了内压对薄壁管成型后的椭圆度以及壁厚变化的影响规律;(2)对蒸汽发生器传热管充压冷弯过程中弯头区域应力应变变化规律进行了计算和分析,得出了弯曲角度对弯管力学性能的影响以及弯曲过程中中性层的变化规律;(3)计算并分析得出了蒸汽发生器传热管弯曲成型,以及充压冷弯工艺成型下的弯管残余应力场分布规律和特征;(4)建立了含有表面半椭圆型裂纹的有限元子模型,分析得出了不同裂纹深度及不同弯曲角度下弯管残余应力对核电蒸发器传热管裂纹尖端力学场的影响规律。本文研究成果为加压薄壁管弯曲工艺以及弯管残余应力对蒸发器传热管裂纹扩展状况分析提供了一定的参考依据。
【关键词】：蒸汽发生器 薄壁管 充压弯曲 残余应力场 裂纹尖端力学场
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题背景及研究意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 弯管成型技术研究现状10-11
• 1.2.2 冷弯残余应力研究现状11-12
• 1.2.3 残余应力对裂纹扩展影响的研究现状12
• 1.3 研究内容及研究方法12-15
• 1.3.1 研究内容12-14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 2 薄壁管充压弯曲工艺数值模型的建立15-20
• 2.1 弯管成形工艺分析15-17
• 2.2 有限元模型的建立17-18
• 2.3 充压极限分析计算18-20
• 3 内压对薄壁管冷弯加工成形影响分析20-31
• 3.1 对椭圆度的影响20-23
• 3.2 对壁厚的影响23-24
• 3.3 对应力应变的影响24-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4 充压冷弯工艺过程中弯管应力应变分析31-41
• 4.1 弯管应力应变场分析31-37
• 4.1.1 等效应力及等效塑性应变分析31-34
• 4.1.2 轴向拉伸应力应变分析34-37
• 4.2 弯管冷弯残余应力场分析37-40
• 4.2.1 残余应力场对等效应力及等效塑性应变的影响37-39
• 4.2.2 残余应力场对轴向拉伸应力应变的影响分析39-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 冷弯残余应力对核电弯管SCC力学驱动力的影响分析41-50
• 5.1 冷弯工艺对裂纹尖端断裂参量的影响分析42-45
• 5.1.1 裂纹尖端应力应变分析42-44
• 5.1.2 冷弯工艺对裂纹尖端力学驱动力的影响分析44-45
• 5.2 裂纹深度对裂纹尖端断裂参量的影响分析45-46
• 5.3 残余应力对裂尖力学参量的影响46-49
• 5.4 本章小结49-50
• 6 结论与展望50-51
• 6.1 结论50
• 6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-55
• 附录55

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本文编号：993009