大口徑三通管多道次擠壓模面設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、三通管件作為管道運輸、傳送中進行方向轉(zhuǎn)換必不可少的基礎(chǔ)元件之一，管件的質(zhì)量決定著運輸?shù)墓ぷ餍?。?dāng)今，石油、天然氣等工業(yè)發(fā)展所需的基本原料的生產(chǎn)和消費速度不斷增長，所以管件在工業(yè)發(fā)展中有非常重要的作用和地位。由于無縫三通管具有無接縫、力學(xué)性能好的優(yōu)點，在運輸業(yè)、工業(yè)等行業(yè)得到越來越廣泛地應(yīng)用。但大口徑厚壁無縫三通管的加工方法在國內(nèi)尚處于引進國外工藝與自行研發(fā)的階段，本文針對擠壓成形三通管方法與優(yōu)化成形工藝進行了重點研究。
　　

2、三通管擠壓工藝是經(jīng)過多次的單道次成形與雙道次整形，共需加工十二道次，最終成形。參照實際成形三通管的工藝，設(shè)計出十二道次的模具尺寸，用三維繪圖軟件Pro/E繪制出模具圖，然后用DEFORM-3D有限元軟件模擬出成形結(jié)果。根據(jù)擠壓過程中三通管出現(xiàn)的各種問題，結(jié)合金屬材料被擠壓入支管中的流動趨勢，為使擠出的凸包既成形出直壁的形狀又要滿足成形尺寸、還要考慮管件的壁厚等因素，通過修改模具尺寸，改善模具的入口圓角、開合模倒角以及支管形狀等的形狀和尺

3、寸，最終模擬出所需的三通管件，模擬結(jié)果顯示良好。再對模擬結(jié)果進行等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、載荷及第十二道次的熱力耦合分析，指出了受力較大及變形劇烈的區(qū)域，隨著每道次模具的閉合，受力分布均勻，并闡述了塑性變形所做的功與熱傳導(dǎo)之間的相互作用，塑性變形隨變形的增大而增大，產(chǎn)生的塑性變形功會產(chǎn)生熱，產(chǎn)生的應(yīng)力多集中在變形較大的區(qū)域，在成形后期，熱交換與熱效應(yīng)趨于穩(wěn)定。
　　 運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法對成形的中間階段第七道次的一些重要的模具尺寸

4、及上模運動速度進行優(yōu)化，可得到能夠成形出質(zhì)量較好的三通管件，對該道次進行優(yōu)化可以為其他道次設(shè)計模具尺寸做出參照以及提供理論依據(jù)。本文還對大口徑厚壁三通管進行加工道次的優(yōu)化，參照原有的模具尺寸，縮減中間道次的尺寸，使其有更大的變形，由原來的十二道次優(yōu)化到十道次。為了給優(yōu)化提供更好的參考數(shù)據(jù)，設(shè)計出兩組優(yōu)化的模具尺寸來做出比較。然后對兩組優(yōu)化做出了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果顯示良好，均可以得到所需尺寸的三通管。并對等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、載荷及熱力耦合