核電餅類鍛件的有限元分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、通常自由鍛較少產(chǎn)生缺陷，但對于核電大型鍛件的自由鍛，產(chǎn)生缺陷的機(jī)率要高很多，因此有必要對這類自由鍛進(jìn)行CAE仿真以預(yù)見這類缺陷，從而避免大的經(jīng)濟(jì)損失。本文基于中國二重核電水室封頭項(xiàng)目，為使封頭在后續(xù)的拉深和沖孔后，不使超聲波探傷超標(biāo)和減少裂紋，獲得較高的質(zhì)量，就必須對封頭在制坯階段加以研究，且大型餅類鍛件以鐓粗變形為主鍛制而成，水壓機(jī)生產(chǎn)的大型餅類鍛件廢品率較高，存在的主要問題是超聲波探傷時鍛件內(nèi)部中心區(qū)域出現(xiàn)大面積密集性缺陷。核電大型

2、餅類鍛件中心區(qū)域的缺陷是由材料特性和所處的力學(xué)條件共同作用所致，從力學(xué)角度，基于剛塑性有限元軟件平臺DEFORM，以二重提供的模型為研究對象，采用數(shù)值模擬和理論分析的方法，首先對平板鐓粗圓柱體進(jìn)行了數(shù)值模擬和有限元分析，其次對錐形板鐓粗圓柱體進(jìn)行了數(shù)值模擬和有限元分析，最后對中國二重在水室封頭項(xiàng)目中1：3凸臺的壓制方案進(jìn)行了數(shù)值模擬與有限元分析。 本研究用平板鐓粗不同高徑比的圓柱體，分析了在非均勻溫度場下，變形體難變形區(qū)及中心區(qū)

3、域隨壓下量的應(yīng)力、應(yīng)變的變化，研究了難變形區(qū)尺寸與壓下量的關(guān)系，及不同高徑比下變形體中心區(qū)域所處的應(yīng)力與瞬時高徑比的關(guān)系及中心區(qū)域激烈剪切帶形成的機(jī)理。得出在核電餅類鍛件的現(xiàn)場制造過程中，應(yīng)該優(yōu)先選取H0/D0≤1．0的毛坯進(jìn)行鐓粗。用錐形板鐓粗不同高徑比的圓柱體，分析了錐形板鐓粗圓柱體過程中，應(yīng)力、應(yīng)變、溫度場的變化，從而得出在用錐形板鐓粗圓柱體時，當(dāng)瞬時高徑比小于1時（此時毛坯端面與砧子已完全接觸），中心點(diǎn)徑向應(yīng)力由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)