基于全場應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法研究.pdf

1、管材液壓成形(Tube Hydroforming,THF)技術(shù)是用于生產(chǎn)薄壁管狀零件的塑性成形技術(shù)。焊縫管由于生產(chǎn)成本低、效率高、品種多等優(yōu)點而被作為 THF技術(shù)的主要原材料。焊縫管的塑性硬化參數(shù)對THF脹形件質(zhì)量有重要影響,同時也是THF模擬的基礎(chǔ)參數(shù)。本課題以SS304不銹鋼焊縫管為研究對象,探討焊縫管分別在單向拉伸試驗和液壓脹形試驗的全應(yīng)變場下確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法。結(jié)合焊縫管的塑性硬化參數(shù)和脹形前后金相組織,探討金相組織與

2、材料塑性硬化參數(shù)的關(guān)系。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)提出了基于單向拉伸試驗的全場應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法,即場應(yīng)變-單拉法。將此方法得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)與基于混合準(zhǔn)則法的等應(yīng)變法(即均應(yīng)變-單拉法)得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)進行了對比分析。(2)提出了基于管材液壓脹形試驗的全場應(yīng)變確定焊縫管塑性硬化參數(shù)的方法,即場應(yīng)變-脹形法。將此方法得到的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)與場應(yīng)變-單拉法得到的母材和焊縫的塑

3、性硬化參數(shù)進行了對比分析。(3)模擬了混合試件的單向拉伸試驗和焊縫管的液壓脹形試驗,以驗證場應(yīng)變-單拉法和場應(yīng)變-脹形法的可靠性。(4)探討了材料金相組織與材料塑性硬化參數(shù)的關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明:(1)均應(yīng)變-單拉法確定的焊縫的應(yīng)變硬化指數(shù)n為-0.184,這違背了實際,場應(yīng)變-單拉法比均應(yīng)變-單拉法可靠;(2)場應(yīng)變-單拉法獲取的母材的塑性硬化參數(shù)大于同方法獲取的焊縫的塑性硬化參數(shù);(3)場應(yīng)變-脹形法可以方便的獲取焊縫管塑

4、性硬化參數(shù),避免了以往方法需要對脹形區(qū)的壁厚、軸向曲率半徑的直接測量;(4)場應(yīng)變-單拉法確定的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù)均小于場應(yīng)變-脹形法確定的母材和焊縫的塑性硬化參數(shù);(5)拉伸模擬得到的載荷-位移曲線與拉伸試驗得到的載荷-位移曲線匹配較好,拉伸模擬得到的最大拉伸載荷與拉伸試驗得到的最大拉伸載荷的誤差為0.67％,說明場應(yīng)變-單拉法具有一定的可靠性;(6)場應(yīng)變-脹形法的脹形模型得到的脹形輪廓比場應(yīng)變-單拉法的脹形模型得到的脹形輪廓