厚壁大尺寸半球形封头热成形数值模拟和参数优化论文

《厚壁大尺寸半球形封头热成形数值模拟和参数优化论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TG306国际图书分类号:620工学硕士学位论文厚壁大尺寸半球形封头热成形数值模拟与参数优化硕士研究生：王新庆导师：侯珍秀教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TG306U.D.C.:620DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNUMERICALSIMULATION&PARAMETERSOPTIMIZATIONOFTHEHOTFORMINGPROCESSFORALARGE-SCALETHICK-WALLE

2、DSEMI-SPHERICALHEADCandidate：WangXinqingSupervisor：Prof.HouZhenxiuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicsEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence:July,2007Degree-Conferring-Institute:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要封头是锅炉和压力容器上的

3、重要承压元件,它广泛应用于电力、化工、石油、核能等行业。随着经济的发展，对能源尤其是电力需求的巨大增长,电站用锅炉机组容量由100MW发展到1000MW，锅炉汽包的压力也由3.82MPa发展到27.56MPa。封头的壁厚及尺寸随之趋于大型化，目前，国内外对于大尺寸厚壁半球形封头都采用热成形法进行加工。长期的生产实践中，各企业形成了对封头成形工艺的经验计算方法，但这些方法存在着较大的误差，不能很好地指导实践。本文采用数值模拟的方法，对成形过程进行模拟，对影响封头成形质量的主要工艺参数进行分析与优化。本文首先介绍了国内外对于板料成形的研究进展，以及厚壁封头热成形过程数值模拟的国内研究

4、现状。指出了厚壁封头热成形过程数值模拟的重要意义。本文系统地进行了锅炉用DIWA353钢在再结晶温度以上，不同应变速率条件下的高温热压缩实验。获得了其高温下的真应力-真应变数据。并据此求得了DIWA353钢的热变形激活能，考虑温度及应变速率对其流变应力的影响，建立了高温下稳态流变应力的本构方程。从而为有限元模拟提供了真实的材料性能数据。本文根据弹粘塑性有限元法的基本原理，利用DIWA353钢高温下的本构方程，通过有限元软件ABAQUS6.6-3对直径2000mm，厚度130mm封头的热成形过程进行了有限元模拟。分析了成形过程中的应力、应变、接触力、厚度、温度等的变化；从成形性，贴

5、模性，回弹三方面对封头的成形质量进行了评价，并与真实加工测得的数据进行了对比，与实际情况吻合较好。通过有限元模拟的方法，对影响封头热成形质量的主要工艺参数进行了研究，采用极差分析的方法分析了不同工艺参数对封头减薄率的影响规律。通过方差分析的方法对各个影响因素的显著性进行了评价。在选定参数的变化范围内，摩擦的影响最为显著。关键词锅炉封头；数值模拟；本构方程；高温热压缩；工艺参数-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHeadisanimportantcomponentofboilerandpressurevesselwhichisusedtobeargreatpress

6、ure.Itiswidelyusedinelectricpowerstations,chemicalfactories,petroleumindustries,nuclearstationsandotherfields.Alongwitheconomicdevelopment,particularlyintheenergyfield,electricitydemandisgrowingtremendously.Thecapacityofgeneratorhasdevelopedfrom100MWto1000MW.Boilerpressurehasincreasedfrom3.82

7、MPato27.56MPa.Thethicknessandsizeofheadtendtobelarge.Atpresent,large-sizethick-walledsemi-sphericalheadwasproducedbyhotformingindomesticandabroad.Theprocessingenterpriseshaveformedtheoreticalcalculationmethodontheheadformingprocessfromlong-te