奧氏體不銹鋼冷沖壓橢圓形封頭塑性變形預(yù)測及檢測方法研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及國家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，低溫液化氣體，如液氮、液氧、液氫、液化天然氣等的應(yīng)用日趨廣泛。奧氏體不銹鋼壓力容器是液化氣體的主要儲運設(shè)備之一，尤其是經(jīng)應(yīng)變強化后的容器，因其具有顯著的減薄厚度、降低重容比等特點，應(yīng)用越來越廣泛。封頭作為容器的重要部件之一，其需求量也隨之出現(xiàn)大量增長。冷沖壓成形橢圓形封頭具有表面質(zhì)量好、形狀規(guī)整、易于成形、成形尺寸精確，尤其是成形快速，容易實現(xiàn)大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，已被普遍用于中小型奧氏體不銹鋼

2、壓力容器的制造。
　　然而，冷沖壓成形封頭塑性變形較大，國內(nèi)已出現(xiàn)多起奧氏體不銹鋼封頭開裂導(dǎo)致容器失效的案例，而關(guān)于封頭塑性變形的研究卻鮮有報道。多國標(biāo)準(zhǔn)，包括中國、歐盟、美國等，對冷沖壓成形封頭塑性變形（標(biāo)準(zhǔn)中稱為變形率）計算有相關(guān)計算公式，但研究發(fā)現(xiàn)，這些計算公式并不能反映封頭真實的塑性變形大小。因此，對冷沖壓橢圓形封頭塑性變形預(yù)測和檢測方法進(jìn)行研究，包括設(shè)計階段塑性變形預(yù)測、制造過程塑性變形檢測，進(jìn)而明確封頭成形過程對其力學(xué)

3、性能的影響，分析應(yīng)變強化過程對封頭塑性變形的影響，對于保證冷沖壓成形橢圓形封頭的質(zhì)量，提高封頭使用安全性具有重要意義。
　　在“十二五”國家科技支撐計劃資助項目（編號2011BAK06B02-05）、浙江省重點科技創(chuàng)新團隊項目（編號2010R50001）、國際科技合作項目“重型壓力容器輕量化關(guān)鍵技術(shù)研究”（編號2010DFB42960）等的支持下，本文以奧氏體不銹鋼S30408為例，針對奧氏體不銹鋼冷沖壓橢圓形封頭開展研究，主要完

4、成工作如下:
　　(1)采用ABAQUS對冷沖壓成形過程進(jìn)行數(shù)值分析，通過冷沖壓成形試驗驗證了數(shù)值分析有效性，建立了封頭冷沖壓成形過程塑性變形數(shù)值計算方法。
　　(2)考慮封頭冷沖壓成形過程塑性變形的影響（主要對厚度和材料性能影響），基于ABAQUS，對奧氏體不銹鋼封頭應(yīng)變強化過程進(jìn)行非線性分析，建立了考慮成形過程影響的封頭非線性分析方法。在此基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)變強化過程對封頭塑性變形的影響。
　　(3)基于“冷沖壓成形