差厚拼焊管内高压成形规律研究
差厚拼焊管内高压成形是用不同壁厚的焊接管材做为坯料,通过在管材内施加液体压力把管材成形为所需形状的零件。它可实现变厚度空心变截面构件成形、优化材料分配,提高设计自由度,进一步减轻结构质量。
本文研究了差厚拼焊管内高压成形的塑性变形规律,给出了成形过程中不同厚度管材的变形特征及应力应变状态,揭示了差厚拼焊管成形的焊缝移动规律及壁厚分布规律。研究了胀形过程中薄壁管和厚壁管的几何形状差异,分析了焊缝位置和壁厚差异对拼焊管膨胀率的影响规律,并通过塑性理论阐述了差厚拼焊管开裂压力的变化规律。
结果表明:差厚拼焊管内高压胀形时,薄壁管的几何形状为椭球形,厚壁管的几何形状为圆锥形。薄壁管的膨胀率始终大于厚壁管的膨胀率。
增大厚壁管占比例或减小拼焊管的壁厚差异可降低薄壁管和厚壁管间的膨胀率差异。差厚拼焊管的开裂压力介于薄壁管和厚壁管的开裂压力之间,并随着厚壁管占比例的增大而增大。
从理论上证明了薄壁管越短,胀形时其轴向曲率半径越小,薄壁管所能承受的胀形压力增大。从而可降低薄壁管与厚壁管间的膨胀率差异。
给出了胀形过程中薄壁管、厚壁管和焊缝的应力应变状态和各应力分量之间的大 ...