论文部分内容阅读
管材液压成形(Tube Hydroforming,THF)技术是用于生产薄壁管状零件的塑性成形技术。焊缝管由于生产成本低、效率高、品种多等优点而被作为 THF技术的主要原材料。焊缝管的塑性硬化参数对THF胀形件质量有重要影响,同时也是THF模拟的基础参数。本课题以SS304不锈钢焊缝管为研究对象,探讨焊缝管分别在单向拉伸试验和液压胀形试验的全应变场下确定焊缝管塑性硬化参数的方法。结合焊缝管的塑性硬化参数和胀形前后金相组织,探讨金相组织与材料塑性硬化参数的关系。本文研究的主要内容如下: (1)提出了基于单向拉伸试验的全场应变确定焊缝管塑性硬化参数的方法,即场应变-单拉法。将此方法得到的母材和焊缝的塑性硬化参数与基于混合准则法的等应变法(即均应变-单拉法)得到的母材和焊缝的塑性硬化参数进行了对比分析。(2)提出了基于管材液压胀形试验的全场应变确定焊缝管塑性硬化参数的方法,即场应变-胀形法。将此方法得到的母材和焊缝的塑性硬化参数与场应变-单拉法得到的母材和焊缝的塑性硬化参数进行了对比分析。(3)模拟了混合试件的单向拉伸试验和焊缝管的液压胀形试验,以验证场应变-单拉法和场应变-胀形法的可靠性。(4)探讨了材料金相组织与材料塑性硬化参数的关系。 研究结果表明:(1)均应变-单拉法确定的焊缝的应变硬化指数n为-0.184,这违背了实际,场应变-单拉法比均应变-单拉法可靠;(2)场应变-单拉法获取的母材的塑性硬化参数大于同方法获取的焊缝的塑性硬化参数;(3)场应变-胀形法可以方便的获取焊缝管塑性硬化参数,避免了以往方法需要对胀形区的壁厚、轴向曲率半径的直接测量;(4)场应变-单拉法确定的母材和焊缝的塑性硬化参数均小于场应变-胀形法确定的母材和焊缝的塑性硬化参数;(5)拉伸模拟得到的载荷-位移曲线与拉伸试验得到的载荷-位移曲线匹配较好,拉伸模拟得到的最大拉伸载荷与拉伸试验得到的最大拉伸载荷的误差为0.67％,说明场应变-单拉法具有一定的可靠性;(6)场应变-胀形法的胀形模型得到的胀形轮廓比场应变-单拉法的胀形模型得到的胀形轮廓更匹配胀形试验的胀形轮廓;前者得到的最大胀形半径比后者得到的结果更接近胀形试验得到的最大胀形半径,且前者的误差在3%以内,说明场应变-胀形法比场应变-单拉法精度高,且场应变-胀形法具有一定的可靠性;(7)胀形前,母材、焊缝均为奥氏体相;胀形后,母材发生相变,焊缝未发生相变。而母材的塑性硬化参数高于焊缝的塑性硬化参数,说明马氏体可以提高材料的塑性硬化参数。