核級厚壁管熱推彎成形有限元模擬及試驗研究.pdf

1、厚壁管件在核電產(chǎn)業(yè)中有著廣泛的應用，為了探索厚壁彎頭和兩端帶直段厚壁彎管的制造方法和成形規(guī)律，本文以P11合金鋼和316L不銹鋼厚壁管為研究對象，利用單向熱壓縮實驗、有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM-3D和中頻熱推彎設備，獲取了金屬管材在高溫下的材料本構關系，建立了局部動態(tài)感應加熱有限元模型，研究了中頻熱推彎過程中幾何和工藝參數(shù)對成形質量的影響規(guī)律，最終制備出符合核電管件要求的Φ114 mm×6 mm的厚壁彎頭和Φ323.9 mm×35

2、mm×5D兩端帶直段厚壁彎管。
　　首先，通過單向熱壓縮實驗得到P11合金鋼和316L不銹鋼在高溫變形下的真應力-應變曲線，研究分析了材料在高溫下的流變應力行為，構建了可用于有限元模擬的材料本構模型。
　　然后，利用得到的材料本構關系數(shù)值模擬中頻熱推彎厚壁管件成形過程，采用能夠準確描述真實溫度場變化的溫度差模型，研究工藝參數(shù)對成形質量的影響規(guī)律。結果顯示：對管坯進行中頻感應加熱推彎，可以有效地成形出厚壁管件；P11合金鋼采用

3、雙曲率軸線的牛角芯棒模型，感應線圈加熱選擇頻率1000 HZ，電流密度為10 A/mm2，在5 mm/s的推制速度下，能夠成形出質量較好的厚壁彎頭；316L不銹鋼采用帶彎頭的擺臂模型，使旋轉中心偏離卡具，并與感應線圈在一個垂直于管坯軸線方向的平面內，選擇線圈加熱頻率為1500 HZ，電流密度為300 A/mm2，在30 mm/s的推制速度下能夠成形出質量較好的兩端帶直段的厚壁彎管。
　　最后，利用中頻熱推彎設備分別進行厚壁彎頭和兩