無縫封頭類拉深件是從石油化工、原子能到食品制藥等諸多行業(yè)壓力容器設(shè)備中不可缺少的重要部件，通常對其要求為耐高壓、耐腐蝕、使用壽命長，所以封頭的材質(zhì)大多為硬度大、強度高的金屬。特別是對于一些小批量、大尺寸。形狀復(fù)雜的零件，使用常規(guī)的成形手段則需要配備大型的沖壓設(shè)備，耗時費資，且難以完成。而利用爆炸加工技術(shù)成形封頭，則具有尺寸精度高、表面光潔度好、高效、節(jié)能、成本低等特點，很好地彌補了常規(guī)成形的不足。本文主要從理論分析、試驗研究和數(shù)值模擬三個方面對無縫國標(biāo)封頭的爆炸成形進行了研究。
(1)根據(jù)理論分析及對工程經(jīng)驗的總結(jié)，為合理地選擇爆炸成形工藝條件提供了依據(jù)。
(2)設(shè)計了一套小尺寸的爆炸成形試驗裝置，以TNT為能量來源，分別以沙和水為傳能介質(zhì)，1060H24鋁板及Q235B鋼板作為坯料，進行了一系列不同工藝條件下的爆炸成形試驗。對比不同傳能介質(zhì)及工藝條件對成形質(zhì)量的影響，分析了對比炸高。與成形件中心撓度的關(guān)系，以便尋求最佳的工藝條件和參數(shù)。試驗結(jié)果表明：水的傳能效率明顯優(yōu)于沙，對比炸高太大或太小都會影響成形效果，該試驗條件下，合適的對比炸高約為0.26，試驗所得的碳鋼封頭成形件表面光潔度良好，無明顯缺陷。
(3)采用有限元程序ANSYS/LS-DYNA，對不同條件下鋼板的爆炸成形過程進行了數(shù)值模擬。獲得了成形板料單元在變形過程中不同時刻的應(yīng)力應(yīng)變分布、運動速度及位移變化等歷史信息。將模擬結(jié)果與理論計算、試驗所得進行了對一比分析，誤差在可接受范圍之內(nèi)。證明通過數(shù)值模擬手段能夠較容易地改變和預(yù)測工藝參數(shù)，方便地再現(xiàn)爆炸成形過程，可以為實際工程應(yīng)用中工藝參數(shù)的選取與優(yōu)化提供有用的參考。
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