您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 材料工程 >试析耦合基于有限元(FEM)模拟P91大口径厚壁无缝钢管热挤压工艺任务书

试析耦合基于有限元(FEM)模拟P91大口径厚壁无缝钢管热挤压工艺任务书

收藏本文 2024-02-22 点赞:31702 浏览:137516 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:P91厚壁无缝管性能优异,有良好的热强性、强耐腐蚀性和低热膨胀性,被广泛用于各类耐高温锅炉管中,但P91材料合金含量较高,加工成型困难,经过多年的引进进展目前国内只有少数几家可以生产成品P91无缝钢管,由于成品率不高,工艺改善进展缓慢,造成国产P91无缝钢管成本过高,在与国外同类产品的竞争中处于劣势,国内消耗长期依赖进口。2009年后,伴随着一系列重型挤压装备的研制成功,采取热挤压法生产高质量P91厚壁管走入人们视野。本论文以计算机模拟技术为依托,利用有限元软件DEFORM来模拟浅析P91厚壁管的穿孔制坯历程和热挤压成型历程,采取热力耦合策略浅析了穿孔历程中金属的流动规律,速度场、温度场、等效应力场等。在对热挤压历程的浅析中,通过与相关文献的实测数据做比较,验证了模型的可靠性,随后重点浅析了P91厚壁无缝钢管在热挤压历程中的各种场量,包括模具的温度场、表面磨损情况等,揭示了P91厚壁管在热挤压成型历程中的变形规律。分别对不同的温度﹑挤压速率及型腔曲线下的挤压力情况做比较浅析,在坯料1250℃﹑100mm/s的参数条件下最大挤压力达到了199MN,当温度下降50℃,挤压力增幅可达20%左右;针对不同挤压比作比较探讨,在挤压比为5的时候最大挤压力为102MN,对应同参数下挤压比为9时最大挤压力262MN,增幅达156.9%;不同的型腔曲线对挤压力影响较小(文中两例相对差值在1%以内),但对坯料的应力状态有影响较大;在坯料有着偏心20mm情况下,即坯料内外圆心相互偏离20mm,挤压机机架水平方向上需要提供28.2MN的力,才能使挤压历程中挤压轴线与坯料轴线保持重合。关键词:P91论文厚壁无缝钢管论文数值计算论文热力耦合论文热挤压论文

    摘要5-6

    Abstract6-9

    引言9-10

    1 绪论10-19

    1.1 P91 无缝钢管概述10-11

    1.2 P91 厚壁无缝钢管生产技术及近况11-16

    1.2.1 P91 厚壁无缝钢管成型策略介绍11

    1.2.2 热挤压装备概况11-12

    1.2.3 P91 管热挤压生产工艺流程12-15

    1.2.4 热挤压探讨概况15-16

    1.3 本课题的探讨作用和内容16-19

    1.3.1 国内 P91 厚壁管生产有着的不足16-17

    1.3.2 课题探讨的作用17

    1.3.3 课题探讨的内容17-19

    2 热力耦合有限元基本论述19-28

    2.1 有限元论述概述19-24

    2.1.1 弹塑性有限元方程20-22

    2.1.2 刚塑性有限元方程22-24

    2.2 变形和传热的耦合浅析24-26

    2.2.1 传热基本方程24-26

    2.2.2 传热与变形耦合26

    2.3 有限元论述在材料加工上的运用介绍26-28

    3 无缝钢管穿孔与热挤压成型的基本论述28-33

    3.1 垂直穿孔基本论述28-30

    3.2 挤压基本论述30-32

    3.3 DEFORM 软件介绍32-33

    4 P91 厚壁无缝管坯垂直穿孔历程的有限元模拟33-50

    4.1 P91 流变应力数据浅析33-36

    4.2 垂直穿孔模型建立36-39

    4.2.1 简化和检测设36

    4.2.2 模型建立及参数选取36-39

    4.3 模拟结果浅析39-48

    4.3.1 穿孔历程金属流动浅析39-42

    4.3.2 穿孔历程应力应变浅析42-46

    4.3.3 温度场浅析46-47

    4.3.4 穿孔力浅析47-48

    4.4 不同条件下的模拟结果浅析48-49

    4.4.1 转变温度条件下结果比较48-49

    4.4.2 转变穿孔速率下的结果比较49

    4.4.3 转变摩擦条件下的结果49

    本章小结49-50

    5 P91 厚壁无缝管立式挤压历程的有限元模拟50-66

    5.1 模型简化和检测设50

    5.2 模型建立和模型验证以及参数选取50-52

    5.2.1 模型建立50-51

    5.2.2 模型验证51-52

    5.2.3 模拟参数选取52

    5.3 模拟结果浅析52-65

    5.3.1 金属流动规律浅析53-55

    5.3.2 坯料速度场浅析55-56

    5.3.3 挤压历程应力应变浅析56-59

    5.3.4 挤压历程坯料温度场浅析59-61

    5.3.5 挤压力浅析61

    5.3.6 模具场量浅析61-65

    本章小结65-66

    6 热挤压工艺比较浅析及相关算例66-77

    6.1 工艺比较浅析66-72

    6.1.1 挤压参数对热挤压历程的影响66-72

    6.1.2 不同摩擦系数对挤压力的影响72

    6.2 坯料吊装历程中的温降情况72-74

    6.3 坯料尺寸偏差对热挤压成型的影响74-77

    结论77-78

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号