無縫封頭類拉深件是從石油化工、原子能到食品制藥等諸多行業(yè)壓力容器設(shè)備中不可缺少的重要部件，通常對(duì)其要求為耐高壓、耐腐蝕、使用壽命長，所以封頭的材質(zhì)大多為硬度大、強(qiáng)度高的金屬。特別是對(duì)于一些小批量、大尺寸。形狀復(fù)雜的零件，使用常規(guī)的成形手段則需要配備大型的沖壓設(shè)備，耗時(shí)費(fèi)資，且難以完成。而利用爆炸加工技術(shù)成形封頭，則具有尺寸精度高、表面光潔度好、高效、節(jié)能、成本低等特點(diǎn)，很好地彌補(bǔ)了常規(guī)成形的不足。本文主要從理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬三個(gè)方面對(duì)無縫國標(biāo)封頭的爆炸成形進(jìn)行了研究。
(1)根據(jù)理論分析及對(duì)工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，為合理地選擇爆炸成形工藝條件提供了依據(jù)。
(2)設(shè)計(jì)了一套小尺寸的爆炸成形試驗(yàn)裝置，以TNT為能量來源，分別以沙和水為傳能介質(zhì)，1060H24鋁板及Q235B鋼板作為坯料，進(jìn)行了一系列不同工藝條件下的爆炸成形試驗(yàn)。對(duì)比不同傳能介質(zhì)及工藝條件對(duì)成形質(zhì)量的影響，分析了對(duì)比炸高。與成形件中心撓度的關(guān)系，以便尋求最佳的工藝條件和參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：水的傳能效率明顯優(yōu)于沙，對(duì)比炸高太大或太小都會(huì)影響成形效果，該試驗(yàn)條件下，合適的對(duì)比炸高約為0.26，試驗(yàn)所得的碳鋼封頭成形件表面光潔度良好，無明顯缺陷。
(3)采用有限元程序ANSYS/LS-DYNA，對(duì)不同條件下鋼板的爆炸成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。獲得了成形板料單元在變形過程中不同時(shí)刻的應(yīng)力應(yīng)變分布、運(yùn)動(dòng)速度及位移變化等歷史信息。將模擬結(jié)果與理論計(jì)算、試驗(yàn)所得進(jìn)行了對(duì)一比分析，誤差在可接受范圍之內(nèi)。證明通過數(shù)值模擬手段能夠較容易地改變和預(yù)測(cè)工藝參數(shù)，方便地再現(xiàn)爆炸成形過程，可以為實(shí)際工程應(yīng)用中工藝參數(shù)的選取與優(yōu)化提供有用的參考。
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