焊接環(huán)形件的矯形理論與工藝研究.pdf

1、環(huán)形件產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、石油化工管道連接、市政、冶金、公路等領(lǐng)域。在傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中，主要通過軋制、鋼板切割、澆注成形法等工藝方法制造毛坯，后再經(jīng)過冷切削加工成工業(yè)成品。以上方法具有成本高、金屬消耗大且材料利用率低等不足。為解決此問題，本課題室自主設(shè)計(jì)了環(huán)形件專用成型機(jī)，通過對(duì)一定斷面形狀的坯料卷曲成形成螺旋卷，取下后沿軸向切開成螺旋單圓環(huán)，成為環(huán)形件毛坯件。本課題在此基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)了多定位環(huán)形件矯平機(jī)，對(duì)螺旋單圓環(huán)進(jìn)行矯

2、平，使之焊接后成為環(huán)形件產(chǎn)品。并研究矯平過程中的矯形理論與工藝技術(shù)。
　　針對(duì)這類焊接類環(huán)形件的矯平過程，本文并從簡(jiǎn)單理論分析、有限元數(shù)值模擬和優(yōu)化和工藝試驗(yàn)檢測(cè)三個(gè)方面入手：
　　首先，進(jìn)行了環(huán)形件矯平過程進(jìn)行簡(jiǎn)單的理論分析，建立了螺旋單圓環(huán)矯平過程的塑性變形過程的等效模型。分析螺旋單環(huán)在矯平過程中加載發(fā)生的彈塑性變形及卸載后的回彈情況，建立了幾何約束方程和回彈方程。
　　第二，針對(duì)自主設(shè)計(jì)的多點(diǎn)定位環(huán)形件專用矯平設(shè)

3、備的基本壓平原理和矯形工藝，基于有限元分析軟件ANSYS，建立了螺旋單圓環(huán)矯平過程的三維非線性的仿真模型。通過對(duì)多種矯平方案進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)不同的端口矯平方案進(jìn)行了分析，通過對(duì)比下壓力、殘余變形量、變形位置分布等參數(shù)總結(jié)了不同方案的特點(diǎn)。對(duì)比后得到了最佳矯平方案。通過對(duì)端口壓平階段中的下壓點(diǎn)位置a和寬度w以及整體壓平階段中下壓點(diǎn)之間相對(duì)位置的優(yōu)化，獲得了更好的壓平效果。
　　第三，在自主設(shè)計(jì)的環(huán)形件矯平專用設(shè)備上，進(jìn)行了螺旋單圓環(huán)