针对用中心管限位的椭球壳无模液压成形试验研究

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1、用中心管限位的椭球壳无模液压成形试验研究胡蓝。滕步刚，何祝斌。初冠南。。王仲仁(1．哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨工业大学(威海)船舶工程学院，山东威海264209)摘要：理论与实践均证明，长短轴比大于的椭球壳体在自由胀形时会在赤道附近起皱，其原因是由于存在纬向压应力。首次提出采用带中心管约束法整体无模胀形技术，对长短轴比为2的椭球壳体进行液压胀形试验研究，得到了椭球壳体胀形时应变分布及尺寸变化规律。试验结果表明：在中心管约束下的椭球壳体胀形可以较好地控制椭球轴长比。椭球状壳体在

2、胀形过程中经历焊缝起皱凸起，后又在更高内压的作用下逐渐消皱的过程。塑性变形首先发生在赤道焊缝处，随后球瓣靠近南北极的部位也发生塑性变形，并由赤道和极板向温带区域扩展。用此方法所获得的壳体可以直接用于椭球形水塔。关键词：无模液压成形；椭球壳体；起皱；经向应变；纬向应变中图分类号：TG394；TQ050．6文献标识码：A文章编号：1001—4837(2011)04-0001-06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．04．001ResearchonDielessHydrobulgeFormin

3、gofEllipsoidalShellswithCentralTubeConstraintHULan，TENGBu—gang，HEZhu—bin，CHUGuan—nan，WANGZhong—ren(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2．SchoolofNavalArchitecture，HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，Weihai264209

4、，China)Abstract：Itisprovedbytheoryandpracticethatthewrinklesappearatequatorduringhydrobulgeform—ingellipsoidalshellifthelengthratiooflongaxistoshortaxisisover√2，duetothelatitudinalcompres—sionstressexistingattheequator．Theintegraldielesshydrobulgeformingexperime

5、ntusingellipsoidalshellswithcentraltubeconstraintissuggestedfirst．Thelengthratiooflongaxistoshortaxisreached2(A=2)．Thestraindistributionoftheoutersurfacesoftheshellsduringbulgingandsizevariationbeforeandafterbulgingweremeasuredandanalyzed．Theexperimentresultssho

6、wthatwithcentraltubecon—straint，thevalueofellipsoidalshellcouldbecontrolledvaryinginasmallrange．Theshellsexperi—encedwinklingatequatorneartheweldseamandflatteningofwrinklesduetotheexpansionofshellsathigherpressure．Plasticdeformationtookplacefirstatequatornearthe

7、weldseam，followedbytheareasnearbythepole，andexpandedtotemperatezone．Thebulgedellipsoidalshellsobtainedbythismethodcanbedirectlyusedaswatertower．Keywords：dielesshydrobulgeforming；ellipsoidalshells；wrinkling；l0ngitudestrain；latitudinalstrain基金项目：国家自然科学基金资助项目(59975

8、022，50275034)用中t7管限位的椭球壳无模液压成形试验研究Vo128．N042Ol1应力迅速增加，因此如何在>时能避免赤道0引言带起皱将是椭球壳胀形的关键。文中采用中心管约束的方式对长短轴比A=2的椭球壳进行胀椭球壳体具有重心低、受风力载荷面积小和形，探讨在中心管约束下，椭球壳体液压胀形应变外形美观等优点，已广泛用于大型