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大型带法兰封头热成形开裂部位的
空穴扩张比预测
汪程鹏。,张建国 ,杨晓禹 ,孙建新
(1.西北工业大学 材料科学与工程学院,陕西 西安 710072;2.中国一重集团 天津重工有限公
司,天津 300457;3.通裕重工股份有限公司,山东德州 251200)
摘 要:以大型带法兰封头的热成形工艺Deform一3D软件模拟过程为研究对象,从细观力学和塑性
力学角度出发,将空穴扩张比理论与有限元方法相结合,利用损伤力学的空穴扩张比理论,计算了
成形中封头易开裂部位的空穴扩张比,对易开裂部位进行了粗略的定性预测,同时还考虑锻造温
度、变形速度和摩擦因子对空穴扩张比的影响。结果表明,大型带法兰封头成形的易开裂部位是在
半球形外表面,在有效范围内,变形温度高,变形速度低 ,润滑条件好,材料的空穴扩张比就较小,材
料就越不容易开裂。
关键词:带法兰封头;热成形;开裂部位;空穴扩张比
中图分类号:TQo55.8;TG306 文献标识码:A 文章编号:1001—4837(2010)11—0018—07
doi:10.3969/j.issn.1001—4837.2010.11.004
ExpandRatioofCavityForecaston theHotFormingCrackPosition
ofLarge——sizeHeadwithFlange
W ANG Cheng—peng。 ZHANG Jian—guo ,YANG Xiao—yu ,SUN Jian—xin’
,
(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China;
2.ChinaFirstHeavyIndustriesTianjinHeavyIndustriesCo.,Ltd.,Tianjin300457,China;3.Tongyu
HeavyIndustryCo.,Ltd.,Dezhou251200,China)
Abstract:Basedonthehotformingprocesssimulationoflarge—sizeheadwithflangeviafiniteelement
simulationsoftwareDefrom 一3D,theexpandratioofcavityintheinternalblankoftheformingprocessof
large—sizeheadwithflangewascalculatedusingthetheoryofmieromeehaniesandplasticity,grossly
qualitativelyforecastedtheeasycrackpositionoflarge~sizeheadwithflange.Meanwhile,itconsidered
theinfluenceoftheforgingtemperature,thecracksdistortionspeedandthefrictionfactortotheexpand
ratio.Theresultsshow thatthecreakseasilyemergein thehemisphericalinnersurface ofthe middle
part,andwithineffectiverange,thehigherdefomr ationtemperature,thelowerdefomr ationrate,thebet—
terlubrication,thesmallertheexpandratioofcavityandthelesseasycracking.
Keywords:headwithflange;hotfomr ing;crackposition;expandratioofcavity
0 引言 件 ,而封头则是组成压力容器的关键零件 卜 。
核电机组中的压力容器是核反应堆的核心部 由于带法兰封头的特殊形状,
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