P91厚壁管穿孔過程中孔洞演變規(guī)律的模擬.pdf

1、P91厚壁無縫管性能優(yōu)異,具有非常高的高溫持久強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性及高溫抗蠕變性能,被廣泛應(yīng)用于各類耐高溫鍋爐管中,通常質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。另一方面,大型鋼錠內(nèi)部在鋼鐵的冶金過程不可避免地會(huì)產(chǎn)生孔洞類缺陷,從而嚴(yán)重影響材料力學(xué)性能和疲勞性能,內(nèi)部孔洞的存在破壞了金屬的連續(xù)性,造成局部應(yīng)力集中程度較大,成為疲勞裂紋萌生源,導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短以致報(bào)廢。揭示認(rèn)識(shí)孔洞演化規(guī)律,有助于提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量,促進(jìn)工藝制定由經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)。
　

2、　本文依托計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),借助大型有限元軟件 Deform,并采用有限元分析和熱力耦合分析方法模擬分析 P91厚壁管在穿孔過程中的孔洞演變規(guī)律。分析現(xiàn)場(chǎng)工藝,運(yùn)用 Solidworks軟件三維建模,實(shí)現(xiàn)模型和數(shù)值模擬軟件 Deform-3D間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;在有限元軟件中對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并定義 P91材料屬性和選取模擬參數(shù);模具材料選用熱作模具鋼H13,考慮到傳熱同樣需要網(wǎng)格劃分。
　　在考慮傳熱因素的影響下,本文模擬了穿孔直徑為

3、600mm和350mm兩種情形,同時(shí)考慮了不同孔洞直徑、不同孔洞位置兩個(gè)變量,并選取關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)追蹤,重點(diǎn)分析了孔洞在鐓粗穿孔過程的溫度場(chǎng)、三向應(yīng)力、靜水壓力、等效應(yīng)力、等效應(yīng)變等的變化情況,并通過相應(yīng)的對(duì)比方案進(jìn)一步揭示孔洞演變規(guī)律。
　　分析孔洞鐓粗穿孔過程的溫度場(chǎng)變化,由于塑性變形的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,抵消了大部分傳熱,發(fā)現(xiàn)穿孔結(jié)束后孔洞區(qū)域溫度反而略有上升;對(duì)比分析了不同穿孔直徑、不同孔洞直徑、不同孔洞位置的靜水壓力變化情