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Mn18Cr18N护环外补液胀形参数可行域研究

作　者: 靳兵花
导　师: 唐景林
学　校: 燕山大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 护环外补液胀形工艺参数可行域压力控制
分类号: TM303
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

护环是发电机的重要部件,受力状态复杂,其完整性是保证发电机安全可靠运行的关键。Mn18Cr18N护环材料属于奥氏体不锈钢,只能采用变形强化的方法提高其强度,目前,护环的强化以外补液胀形法为主。在胀形过程中,护环成形受多个工艺参数影响,若各参数匹配不当,则护环毛坯胀形过程中易出现凸鼓形、凹鼓形等形状缺陷,这些缺陷将致使护环力学性能不均匀,增大后续加工中的加工余量,当这些缺陷严重时,甚至会造成护环报废。为保证护环的生产质量,研究并获得外补液胀形各参数的可行域显得尤为重要。本文利用弹塑性力学的相关理论,针对给定护环工件,计算了护环胀形内压的解析解;推导了护环胀形强化前毛坯尺寸的计算公式;对外补液胀形进行了力学分析。利用有限元方法,以ANSYS软件为平台,考虑护环的实际受力情况,通过建立多个有限元模型,分别分析了各参数对护环胀形的影响;得出了给定尺寸护环的变形强化压力曲线,最佳模角,最佳阻力环高度;获得了满足密封条件和液压控制精度要求的胀形压力和密封锥面接触压力的理想控制曲线及上下限曲线。根据上述研究结果,设计了外补液胀形装置相应的电液控制系统,确定了主要的液压元件,给出了液压系统参数。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 引言  10-11
  1.2 护环材料的发展  11-12
  1.3 护环生产工艺及强化方法发展  12-14
    1.3.1 护环生产工艺流程  12-13
    1.3.2 护环强化方法及其发展  13-14
  1.4 护环液压胀形法及其发展  14-18
  1.5 国内外护环生产情况  18-19
  1.6 本文的研究内容  19-20
第2章护环外补液胀形分析  20-31
  2.1 外补液胀形法  20-23
    2.1.1 典型外补液胀形原理  20-21
    2.1.2 外补液胀形法的优点  21-23
  2.2 护环胀形过程分析  23-27
    2.2.1 护环胀形过程中的受力分析  24-26
    2.2.2 护环胀形过程中易出现的几种现象  26-27
  2.3 护环冷胀形坯料尺寸估算  27-29
  2.4 护环受内压胀形解析解  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章护环外补液胀形参数可行域分析  31-56
  3.1 ANSYS 软件及有限元方法简介  31-33
    3.1.1 有限元软件简介  31-32
    3.1.2 有限元分析基本步骤  32-33
  3.2 护环变形强化有限元分析  33-37
    3.2.1 有限元模拟  33-36
    3.2.2 结果分析  36-37
  3.3 各参数对护环胀形的影响  37-49
    3.3.1 胀形压力对护环胀形的影响  37-41
    3.3.2 接触压力对护环胀形的影响  41-44
    3.3.3 环坯模角对护环胀形的影响  44-45
    3.3.4 阻力环高度对护环胀形的影响  45-49
  3.4 满足外补液胀形条件的护环胀形参数可行域获取  49-55
  3.5 本章小结  55-56
第4章护环外补液胀形压机电液控制系统  56-68
  4.1 护环外补液胀形电液控制系统原理设计  56-61
    4.1.1 移动工作台电液控制系统原理  57-58
    4.1.2 锁紧缸电液控制系统原理  58-59
    4.1.3 合模缸电液控制系统原理  59-60
    4.1.4 护环外补液胀形电液控制系统原理  60-61
  4.2 护环外补液胀形电液控制系统类型选择  61-62
  4.3 关键液压元件的确定  62-67
    4.3.1 超高压系统的选择  62-63
    4.3.2 常压系统泵的选择  63-66
    4.3.3 低压系统泵的选择  66
    4.3.4 电磁比例溢流阀的选择  66-67
  4.4 护环外补液胀形电液控制系统参数  67
  4.5 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-75
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  75-76
致谢  76-77
作者简介  77

Mn18Cr18N护环外补液胀形参数可行域研究

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