锥台式壳体胀球时壳体的结构形式.pdf

《锥台式壳体胀球时壳体的结构形式.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、滕步刚等锥台式壳体胀球时壳体的结构形式65·工艺研究·锥台式壳体胀球时壳体的结构形式滕步刚9王长文9王仲仁（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）[摘要]介绍了锥台式壳体胀球时的结构形式及成球后的参数变化情况!并通过理论分析得出了锥台式结构壳体液压胀形时壳体发生失稳起皱的原因!给出了圆锥台的节数"壳体的半径"壁厚及焊缝强度对壳体变形的影响关系!为采用锥台式结构胀球的壳体结构设计提供了一定的理论依据#[关键词]锥台$液压胀形$结构中图分类号ItG394文献标识码IA文章编号I1000-8446(2003)06-0065-02Structureof

2、theCone—FrustumsShellduringHydro—BulgingTENGBu—gang9WANGChang—wen9WANGhOng—ren(~arbininstituteoftechnology9~arbin1500019China)AbstractIStructureofthecone—frustumsshellandchangeoftheparametersduringhydro—bul-gingWereintroducedfirst.thereasonforbucklingofcone—frustumsshellWasana

3、lyZedtheoretical-ly.effectofthecone—shellsnumber9radiusandthicknessoftheshell9strengthoftheWeldingseamWasalsogiven.thisprovidedatheoreticalguideforthehydro—bulgingWithcone—frustumsshell.KeywordsIcone—frustumsshell;hydro—bulging;structure球形容器的整体无模液压成形工艺已在实际中得到广泛应用，该技术自1985年提出以来

4、，已在工业生产中得到广泛的推广和应用。目前，该工艺广泛应用于水塔、液化气贮罐及建筑装饰等领域。同传统的制造工艺相比，整体无模成形新工艺的优点是：不需模具和压力机；投资少、生产成本低；产品生产周期短；残余应力低；组焊容易［1］。图1球形壳体球形容器成形前多面壳体一般采用平面类多面壳体或单曲率多面壳体结构，如图1所示。平板类足球式球壳因采缝处产生环向压应力，使得赤道环焊缝发生失稳，产生起皱用平面板料组焊成形，不需要预加工，下料简单，组装方便，现象［3，4］。精度容易保证，但减薄量较大，多用于小直径壁厚不大的球文中将从理论上对锥台式结构壳体液压胀形时的受

5、力壳成形。而单曲率桔瓣式球壳具有壁厚均匀、角变形小等优情况进行分析，给出壳体胀形时各参数之间的关系，从而为点，适合于制造壁厚要求严及厚板大直径球形容器，但坯料采用锥台式结构胀球的壳体结构设计提供一定的理论指导。一般需预先卷弯［2］。采用等边双圆锥台结构可以大大减少焊缝长度，缩短生1锥台式壳体胀形时的结构形式产周期，但等边双圆锥台壳体的自由胀形过程中，在赤道环焊缝处产生皱纹，其主要原因是胀形过程中壳体在赤道环焊锥台式壳体胀球时壳体结构设计的基本原则是锥台壳收稿日期I2003—05—27基金项目I国家自然科学基金(50275034);哈尔滨市青年科学研

6、究基金(2002AFOXJ038)作者简介I滕步刚(1969-)9男9辽宁鞍山人9工学博士9讲师9主要研究方向为板材液力成形及数值模拟O66金属成形工艺MetALFORMiNGteC~NOLOGYVol.21N.62003体内接于球，并使每一锥台母线长度与上下极板直径相等。的作用，在周向产生压应力。周向压应力的存在使纬向焊缝图2为锥台式壳体结构。图2中引用符号的含义是：O为赤收缩变形，直径减小。内压力越大，周向压应力越大。当壳道带锥台母线与赤道面的夹角；B为各圆锥台及极板对应的体内压达到一定值时，赤道纬向焊缝产生失稳变形。这种变球心角；a为各锥台母

7、线长度；d为上下极板直径；D为外接形受到附近母材的牵制，同时赤道纬向焊缝产生失稳变形也球面直径；WmaX为最大变形量。表1给出了不同节数锥台壳将影响附近母材的变形。当赤道纬向焊缝产生失稳变形时，体成形后的一些参数变化情况。不可避免地要牵动其附近的母材一道变形形成皱纹。表1不同节数锥台壳体成球后的参数变化锥台B!O!最大相对最大相对3多节圆锥台壳体胀形时的受力分析WmaX!D节数"#"#减薄量!"%#伸长量!"%#等边圆锥台壳体在胀形时赤道带纬向焊缝发生失稳起260600.06713.415.4皱，主要是由于赤道纬向压应力作用的结果，下面分析多节43

8、6720.0244.95.1圆锥台壳体自由胀形时的受力情况。530750.0173.43.5图4是多节圆锥台壳体胀形时赤道