大口徑三通管件成形工藝與計算機模擬.pdf

1、三通管件是近代工業(yè)上應用量大、面廣的一種常見的管道聯(lián)接件，在輸送中、高壓液體或氣體的過程中會有局部渦流出現(xiàn)，對管件的性能有較大的影響。過去采用傳統(tǒng)制造方法生產(chǎn)三通管件存在較多嚴重缺點，所以現(xiàn)在多采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管成形三通管，其中有些方法的研究和生產(chǎn)國內(nèi)尚處于初始階段。本文重點研究了內(nèi)高壓工藝和翻邊工藝生產(chǎn)無縫三通管件。
　　 對于內(nèi)高壓工藝，本文首先運用DYNAFORM軟件進行模擬，分析研究了工藝參數(shù)（內(nèi)壓，軸向進給力和徑向背壓力

2、）的加載路徑對三通管內(nèi)高壓成形的影響，通過研究發(fā)現(xiàn)：（1）足夠的進給量是獲得一定支管高度的必要條件，但是進給量過大的話，會造成壁厚的嚴重增加；（2）內(nèi)壓和背壓力的影響方式相反，內(nèi)壓過大或背壓力過小都會造成支管頂部過度減薄甚至是破裂，相反的話，支管高度太小，背壓力阻礙了主管的生長。此外還探討了摩擦系數(shù)、圓角半徑對成形件的影響，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)越小、圓角半徑越大，成形質(zhì)量越好。然后本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合遺傳算法對不同尺寸的三通管內(nèi)高壓工藝參數(shù)的匹

3、配關系進行了預測和優(yōu)化，可以成形出較好質(zhì)量的三通管。結(jié)果表明：神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合遺傳算法可以較好的解決內(nèi)高壓成形中工藝參數(shù)的匹配關系的預測和優(yōu)化問題。
　　 現(xiàn)有的企業(yè)生產(chǎn)大口徑三通管要通過多道次翻邊工藝，稱為多級翻邊擴孔工藝。本文主要研究了一次翻邊工藝，首先分析了翻邊工藝的影響因素，確定預制孔的形狀是成形質(zhì)量的關鍵，然后利用沖壓變形規(guī)律設計的預制孔管件通過一次翻邊成形等徑三通管，應用DEFORM軟件對翻邊工藝進行數(shù)值模擬。然后利用神

4、經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)合遺傳算法對翻邊工藝參數(shù)預制孔的孔形和凸模的運動速度進行優(yōu)化，可得到成形質(zhì)量較佳的三通管。最后通過對小口徑三通管成形工藝研究可得結(jié)論：以沖壓變形規(guī)律設計的預制孔管件一次成形特定高度的三通管是可行的，但需對工藝參數(shù)（如預制孔孔形和凸模運動速度）優(yōu)化。
　　 縮徑管是另一類異型管道聯(lián)接件。目前對縮口成形工藝的研究還遠不夠深入，生產(chǎn)中設計主要通過“試錯法”驗證，不僅調(diào)試時間長，且造成資源浪費，增加生產(chǎn)成本。因此，本文重點研究大