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双金属复合管内衬层液固两相流冲蚀机理 被引量:12
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作者 曹学文 彭文山 +2 位作者 胥锟 樊茵 孙晓阳 《油气储运》 CAS 北大核心 2017年第6期739-746,共8页
砂磨管道是油气田开发中的常见问题,持续不断的碰撞导致材料产生凹坑或者划痕,进而造成管道磨损减薄甚至泄漏等严重问题。管道内部流场多变、砂粒分布不均,导致砂粒冲蚀机理复杂。利用大型液固两相流冲蚀实验环道研究了双金属复合管内衬... 砂磨管道是油气田开发中的常见问题,持续不断的碰撞导致材料产生凹坑或者划痕,进而造成管道磨损减薄甚至泄漏等严重问题。管道内部流场多变、砂粒分布不均,导致砂粒冲蚀机理复杂。利用大型液固两相流冲蚀实验环道研究了双金属复合管内衬层316L不锈钢的冲蚀性能,并与数值计算结果进行对比分析,揭示复合管弯管部位的冲蚀机理,结果表明:(1)砂粒对弯管的冲蚀磨损主要包括微切削摩擦、犁割以及冲击变形3种形式;(2)弯管处二次流对于砂粒运动影响显著,二次流使得弯头处砂粒由外拱向内拱运动,造成内拱部分区域的冲蚀;(3)受重力及流场影响,冲蚀最严重部位出现在弯头出口处的底部。 展开更多
关键词 双金属复合管 316L 液固两相流 冲蚀 弯管 砂粒
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液压胀形环境下管材的力学行为 被引量:9
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作者 刘建伟 姚馨淇 +1 位作者 李玉寒 杨连发 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-6,36,共7页
管材液压胀形技术在轻量化、一体化制造领域具有很好的发展前景和应用价值。为了更好地分析与研究该技术,结合国内外学者的研究进展,对液压胀形下管材的力学行为进行了全面地分析与总结。首先,对金属薄壁管在液压胀形下力学模型的构建... 管材液压胀形技术在轻量化、一体化制造领域具有很好的发展前景和应用价值。为了更好地分析与研究该技术,结合国内外学者的研究进展,对液压胀形下管材的力学行为进行了全面地分析与总结。首先,对金属薄壁管在液压胀形下力学模型的构建方法进行了介绍,并分析了力学模型在塑性本构关系构建和管材成形性等方面的具体应用;然后,分析了双金属复合管液压胀形的成形机理及成形过程中的力学行为;最后,对管材液压胀形技术的发展趋势进行了阐述。通过对近年来管材液压胀形力学行为的分析与总结,为管材液压胀形技术的发展提供了有益参考。 展开更多
关键词 管材 液压胀形 力学行为 成形性 金属薄壁管 双金属复合管
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芯模填充对铜钛复合管绕弯截面畸变和壁厚减薄作用的模拟研究 被引量:6
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作者 朱英霞 王匀 +2 位作者 万苗苗 施伟 涂文斌 《航空制造技术》 2020年第21期54-62,共9页
为了提高铜钛复合管绕弯成形精度,基于所建有限元模型,研究了刚性芯模参数对复合管截面畸变和壁厚减薄的影响规律,并对比了刚性芯模填充和弹性芯模填充。研究结果表明:(1)随着刚性芯棒伸出量的增大,双金属复合弯管的基、覆管截面畸变率... 为了提高铜钛复合管绕弯成形精度,基于所建有限元模型,研究了刚性芯模参数对复合管截面畸变和壁厚减薄的影响规律,并对比了刚性芯模填充和弹性芯模填充。研究结果表明:(1)随着刚性芯棒伸出量的增大,双金属复合弯管的基、覆管截面畸变率逐渐减小,壁厚减薄率逐渐增大,最佳芯棒伸出量为7mm。(2)较之无芯模填充,采用刚性芯模填充后,截面畸变显著降低,但是壁厚减薄率增大;控制截面畸变时,一定要考虑芯模对复合管壁厚减薄率的影响,并根据实际生产要求和管材尺寸结构灵活选择填充状态。(3)弹性芯模填充时,截面畸变率沿弯曲方向的分布较之刚性芯模均匀;刚性芯模较之弹性芯模可以更好地控制复合管的截面畸变,但最大差距只有1.03%。弹性芯模较之刚性芯模可以更好地控制复合管的壁厚减薄率,最大差距为3.27%。综合考虑截面畸变和壁厚减薄,弹性芯模对双金属复合管的填充效果更好。 展开更多
关键词 双金属复合管 塑性弯曲 芯模填充 有限元分析
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异质双金属复合管的弯曲工艺研究进展 被引量:5
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作者 朱英霞 熊杭锋 +1 位作者 陈炜 李海平 《精密成形工程》 2016年第6期8-14,共7页
发展异质双金属复合管的塑性弯曲成形工艺,是工业技术发展的必然趋势。目前有关双金属复合管弯曲行为的研究,大部分还属于材料性能测试性研究,只有少量文献尝试了异质双金属复合管的推弯、压弯成形工艺。研究发现:基-覆管界面分层、截... 发展异质双金属复合管的塑性弯曲成形工艺,是工业技术发展的必然趋势。目前有关双金属复合管弯曲行为的研究,大部分还属于材料性能测试性研究,只有少量文献尝试了异质双金属复合管的推弯、压弯成形工艺。研究发现:基-覆管界面分层、截面畸变和起皱是双金属复合管弯曲过程中频频出现的成形缺陷,且这三者之间存在耦合作用;可以通过合理的内腔填充(如施加一定的内压力,采用合理的芯模)来抑制双金属管的起皱行为;加载力对覆管的作用传递,容易因为界面层的存在而受到阻碍。而绕弯成形过程中作用在管坯上的力,分布均匀、加载位置合理,因此,绕弯成形适合弯曲塑性较好、对力的加载条件要求较高的异质双金属复合管件。近年来,由于弯管不仅要发挥传统的功用,还要满足设计性能、安装空间及轻量化上的要求,发展高精度小半径弯曲的异质双金属复合管弯曲成形技术,已经成为先进制造业发展的必然要求。 展开更多
关键词 双金属复合管 弯曲工艺 塑性成形
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基于起皱发生的铜钛双金属复合管小半径绕弯成形极限研究 被引量:1
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作者 万苗苗 朱英霞 +1 位作者 陈蓉 涂文斌 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期266-271,共6页
为了得到成形质量优良、小相对弯曲半径(R/D_(2)≤2,D_(2)是覆管外径)的铜钛双金属复合管,基于ABAQUS/Explicit有限元平台,建立了铜钛双金属复合管绕弯-回弹有限元模型,对铜钛双金属复合管小半径绕弯成形的起皱极限进行有限元模拟和分... 为了得到成形质量优良、小相对弯曲半径(R/D_(2)≤2,D_(2)是覆管外径)的铜钛双金属复合管,基于ABAQUS/Explicit有限元平台,建立了铜钛双金属复合管绕弯-回弹有限元模型,对铜钛双金属复合管小半径绕弯成形的起皱极限进行有限元模拟和分析。即在刚性芯模、不同芯头个数填充下,得到防止复合管起皱发生的最小相对弯曲半径(R/D_(2))_(min)。结果表明,基、覆管填充区的截面畸变率(φ)均明显小于非填充区,且填充区的φ随R/D_(2)减小略有增大,非填充区的φ随R/D_(2)减小而明显增大,这表明非填充区的截面起皱趋势明显高于填充区;R/D_(2)=1.76为起皱发生的分界线,当R/D_(2)=1.76时,1个芯头填充不满足复合管成形质量的要求;2个和3个芯头填充满足成形质量要求,且2个芯头填充效果较3个芯头好;当R/D_(2)=1.32时,3种填充条件都会出现起皱,不满足成形质量要求。为了确定最小相对弯曲半径,进一步分析了2个芯头填充、R/D_(2)=1.71和R/D_(2)=1.74时复合管的起皱情况,发现起皱个数N=1,φ_(max)均超过5%,不满足成形精度要求。综上,铜钛双金属复合管的成形极限为2个芯头填充、(R/D_(2))_(min)=1.76。 展开更多
关键词 双金属复合管 绕弯成形 起皱 成形极限 有限元分析
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Influence of mandrel-cores filling on size effect of cross-section distortion of bimetallic thin-walled composite bending tube 被引量:1
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作者 Yingxia ZHU Miaomiao WAN +3 位作者 Wei CHEN Yun WANG Wenbin TU Fan XU 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第3期421-435,共15页
Two new size factors of cross-section hollow coefficient and bending degree are introduced to reveal the size effect of bending forming of bimetallic composite tube.Hollow coefficient and bending degree can limit the ... Two new size factors of cross-section hollow coefficient and bending degree are introduced to reveal the size effect of bending forming of bimetallic composite tube.Hollow coefficient and bending degree can limit the commonly used bent tube to the size description range of(0,2.00).The evolution laws of the cross-section distortion forms in the hollow coefficient-bending degree interval are revealed as well as the action of the mandrel-cores on the size effect.Results show the mandrel-cores filling can expand the forming limit of the bent tube,but also bring two other forming defects of wrinkle and rupture.The identification factor(hollow coefficient multiply bending degree)provides a method for querying the cross-section distortion forms of all composite bending tubes.In the identification factor interval(0,1.00),the distribution area of bending forming defects of the composite tube is continuous.The thin-walled composite bending tube collapses when identification factor in(0,0.39),wrinkles when identification factor in[0.39,0.50),and ruptures when identification factor in[0.50,1.00).The mathematical model of size effect is derived,by which the average cross-section distortion rate is found to distribute like a radial leaf in the hollow coefficient-bending degree qualified forming space.The best forming zone is hollow coefficient 0.46-0.68,and bending degree 0.25-0.47. 展开更多
关键词 BENDING bimetallic composite tube Cross-section distortion Size factor Size effect MANDREL
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Al/Mg双层方管渐进扩径成形的数值模拟及实验研究 被引量:1
7
作者 赵健行 胡红军 +3 位作者 张威 赵辉 田野 张丁非 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3268-3279,共12页
为了研究渐进扩径成形(Progressive expanding forming,PEF)工艺对Al/Mg双金属复合方形管材成形过程多物理场及微观组织的影响,根据PEF工艺的特点,采用DEFORM-3D软件建立了三维热力耦合的有限元数值模型并进行模拟,在PEF工艺实验中开展... 为了研究渐进扩径成形(Progressive expanding forming,PEF)工艺对Al/Mg双金属复合方形管材成形过程多物理场及微观组织的影响,根据PEF工艺的特点,采用DEFORM-3D软件建立了三维热力耦合的有限元数值模型并进行模拟,在PEF工艺实验中开展了微观组织表征及硬度测试,研究了预热温度对成形载荷及坯料形变的影响、挤压速度对坯料温度场及等效应力的影响,以及不同坯料预热温度对Al/Mg双金属微观组织的影响。结果表明:PEF工艺可以产生大塑性变形(Severe plastic deformation),有效地细化双层方管的微观组织,并且能够直接一次形成壁厚为3 mm的Al/Mg双金属复合方管;坯料预热温度从340℃上升到430℃时,成形载荷呈下降趋势,下降了约28.6%;挤压速度越快,挤压剪切扩径区的等效应力越大;在Al/Mg双金属复合界面过渡区会形成Mg17Al12、Mg Al、Mg2Al3三种铝镁的化合产物,结合层硬度较高;当挤压速度为10 mm/s、挤压温度为400℃、扩径角为150°时,方形管材Al/Mg结合层的缺陷较小,结合层的冶金结合效果理想,硬度约为138.14 HV。 展开更多
关键词 双金属 方形管材 数值模拟 渐进扩径成形 微观组织
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L360QS/N06625冶金复合管堆焊层稀释率及性能研究
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作者 邱蜀峰 唐澜 +2 位作者 唐力 牛犇 孙彦青 《焊管》 2024年第1期7-12,共6页
采用钨极氩弧焊在L360QS表面堆焊N06625,制备了冶金双金属复合管,并通过堆焊层Fe含量测试、无损检测及理化性能检测等方法研究了不同工艺参数下管坯的综合性能以及热输入量和冷却方式对稀释率的影响。结果显示,随着热输入量的减小,堆焊... 采用钨极氩弧焊在L360QS表面堆焊N06625,制备了冶金双金属复合管,并通过堆焊层Fe含量测试、无损检测及理化性能检测等方法研究了不同工艺参数下管坯的综合性能以及热输入量和冷却方式对稀释率的影响。结果显示,随着热输入量的减小,堆焊层Fe含量降低,但热输入量较低时会产生分层现象;热输入量相同时,采用水冷工艺后堆焊层Fe含量降低了2.06%;第一层、第二层焊接电流分别为175 A和185 A,送丝速度分别为1.3 mm/min和1.5 mm/min,焊接电压为14.5 V,焊接速度为250 mm/min,冷却方式水冷的方案4为L360QS/N06625冶金双金属复合管最佳堆焊工艺。采用此工艺焊后复合管材综合性能良好,其中堆焊层点腐蚀平均速率为0.148 1 g/m~2,晶间腐蚀平均速率为0.30 mm/a,满足设计和使用要求。 展开更多
关键词 冶金双金属复合管 堆焊层 稀释率 腐蚀性能 力学性能
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316L/X70双金属复合管液压胀接成形机理 被引量:5
9
作者 唐越 倪兴健 王勇勤 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期90-96,共7页
为了研究双金属复合管在液压胀接成形时的机理,将复合管成形过程分为3个阶段:衬管弹塑性变形、基管加载和卸载,并应用Tresca屈服法则,引入当量屈服强度,且考虑衬管应变强化现象,分析了在管内液压逐渐增大的过程中这3个阶段的基管、衬... 为了研究双金属复合管在液压胀接成形时的机理,将复合管成形过程分为3个阶段:衬管弹塑性变形、基管加载和卸载,并应用Tresca屈服法则,引入当量屈服强度,且考虑衬管应变强化现象,分析了在管内液压逐渐增大的过程中这3个阶段的基管、衬管的应力、应变关系,得到管道复合所需胀接内压力的选择范围和残余接触压力关于胀接内压力的关系.应用有限元分析和复合管成形实验,分别验证了管道在胀接过程中基管、衬管接触压力和基管外壁轴向、周向应变的理论解析解的正确性.在制定金属管复合工艺时,理论解析和数值模拟可以为生产实际提供有效指导. 展开更多
关键词 双金属复合管 液压胀接成形 接触压力 胀接内压力 基管 衬管
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双金属复合管直角法兰双辊夹持旋压起皱分析 被引量:5
10
作者 范淑琴 王琪 +2 位作者 华毅 赵升吨 赵永强 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期10-18,共9页
为了将双辊夹持旋压成形技术应用于双金属复合管直角法兰成形,对Q235普通钢/304不锈钢双金属复合管管端的直角法兰双辊夹持旋压成形机理进行了研究。采用有限元分析软件建立了内层为304不锈钢、外层为Q235普通钢的双金属复合管的双辊夹... 为了将双辊夹持旋压成形技术应用于双金属复合管直角法兰成形,对Q235普通钢/304不锈钢双金属复合管管端的直角法兰双辊夹持旋压成形机理进行了研究。采用有限元分析软件建立了内层为304不锈钢、外层为Q235普通钢的双金属复合管的双辊夹持旋压成形有限元模型,通过有限元仿真模拟,分析了双辊夹持旋压成形过程易产生的起皱缺陷形式及其影响因素。研究结果表明,旋辊进给率和坯料的径厚比是起皱的主要影响因素:旋辊进给率越大则所需的成形转矩越大,在一定范围内工件的成形质量也越好,但旋辊进给率过大会出现不同程度的起皱现象;坯料径厚比越大,所需要的成形转矩就越小,而成形过程中旋辊接触部位存在切向压应力,使得在一定径厚比条件下可成形的法兰宽度存在极限值,大于极限值则会发生起皱现象。对起皱情况下的成形力进行了分析,发现可以利用旋压力曲线的突然波动来确定起皱发生的时刻。 展开更多
关键词 双金属复合管 旋压 双辊夹持 直角法兰 起皱
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铜钛复合管绕弯成形基、覆管的耦合作用 被引量:4
11
作者 朱英霞 王匀 +1 位作者 陈炜 徐凡 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期48-53,共6页
为了揭示铜钛复合管绕弯成形过程中的基、覆管的耦合作用及变形机理,建立了单层钛管、单层铜管和铜钛双金属复合管绕弯—回弹全过程有限元模型,从回弹和截面变形的预测上验证了有限元模型的可靠性。基于所建有限元模型,通过分析、对比... 为了揭示铜钛复合管绕弯成形过程中的基、覆管的耦合作用及变形机理,建立了单层钛管、单层铜管和铜钛双金属复合管绕弯—回弹全过程有限元模型,从回弹和截面变形的预测上验证了有限元模型的可靠性。基于所建有限元模型,通过分析、对比模拟结果发现:覆管、基管在绕弯过程中相互作用力较小,不存在明显的变形不协调现象;复合管的回弹量介于钛、铜管之间,是覆管与基管共同回弹的结果;绕弯过程中,基管降低了覆管的截面变形量,而覆管增大了基管的截面变形量,覆管和基管的相互作用在整体上减缓了复合管的截面变形。 展开更多
关键词 双金属复合管 绕弯 有限元模拟 截面变形 回弹
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铜钛双金属复合管绕弯成形回弹的尺寸效应研究 被引量:2
12
作者 朱英霞 万苗苗 +2 位作者 陈炜 陈泷 程一峰 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期10-17,共8页
为了精准地预测铜钛双金属复合管绕弯成形的回弹情况,本文基于ABAQUS/Explicit平台建立了铜钛双金属复合管绕弯-回弹有限元模型,并通过实验验证了模型的可靠性。本文首次采用两个全新的无量纲尺寸参数,研究回弹的尺寸效应特性,即在弯曲... 为了精准地预测铜钛双金属复合管绕弯成形的回弹情况,本文基于ABAQUS/Explicit平台建立了铜钛双金属复合管绕弯-回弹有限元模型,并通过实验验证了模型的可靠性。本文首次采用两个全新的无量纲尺寸参数,研究回弹的尺寸效应特性,即在弯曲角度θ增大的条件下,回弹角Δθ随中空程度系数λ和弯曲曲率w的变化规律,提出了一种适用于多种管材、多尺寸研究的数学模型。将有限元的模拟结果与数学模型的计算结果综合分析得到:1)λ不同的复合管,Δθ均随着θ的增大而近似呈线性增大;当θ>45°时,回弹角增速V_(Δθ)随λ的增大先减小后略有增大;λ=0.565的复合管产生的回弹角最小。2)w不同的复合管,Δθ均随θ的增大而线性增大;当θ>45°时,回弹角增速V_(Δθ)随w的增大呈递减趋势;当w≤0.60,V_(Δθ)值稳定在0.038,故对于λ/w接近于1的复合管,在实际生产中可以使用相同的回弹补偿模型,以提高生产效率。 展开更多
关键词 双金属复合管 绕弯成形 回弹 尺寸效应 有限元分析
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不同试样对TA2/T2双金属复合管绕弯成形回弹模拟的适用性研究 被引量:5
13
作者 朱英霞 施伟 +2 位作者 涂文斌 郭渊 王匀 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期102-109,共8页
为了准确地模拟TA2/T2双金属复合管的绕弯成形过程,分别采用4组试样进行了单向拉伸实验,即:管弧形试样、单层圆管试样、板料试样和双金属复合圆管试样,并建立了基于4组试样的TA2/T2双金属复合管的材料本构模型。为对比4组试样的材料本... 为了准确地模拟TA2/T2双金属复合管的绕弯成形过程,分别采用4组试样进行了单向拉伸实验,即:管弧形试样、单层圆管试样、板料试样和双金属复合圆管试样,并建立了基于4组试样的TA2/T2双金属复合管的材料本构模型。为对比4组试样的材料本构模型的精确性,建立了TA2/T2双金属复合管绕弯-回弹全过程的反向验证有限元模型。研究结果表明,4组试样的塑性应力-塑性应变曲线均可采用σ=B(ε0+ε)^n幂指数函数来描述。采用单层圆管试样的材料本构模型预测的回弹角最接近实验结果,且结果可靠,平均误差为5.30%,最大误差为9.63%;采用管弧形试样和板料试样的材料本构模型预测回弹角,平均误差分别为14.32%和15.42%,最大误差分别为19.46%和22.51%;采用双金属复合圆管试样获得的材料本构模型预测的回弹角的精度最低。因此,单层圆管试样的本构模型能更准确地描述复合管绕弯成形过程的材料状态。另外,回弹角随覆管和基管弹性模量的增大而减小,随覆管和基管应变硬化指数的增大而减小,随覆管和基管强度系数的增大而增大。 展开更多
关键词 TA2/T2双金属复合管 绕弯成形 力学性能 回弹 单向拉伸 本构模型
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双金属复合管液压成型的有限元模拟及残余接触压力计算 被引量:4
14
作者 晁利宁 鲜林云 +1 位作者 余晗 张晓峰 《焊管》 2016年第7期1-6,10,共7页
应用有限元通用软件ABAQUS,对双金属复合管塑性成型过程中的力学行为进行弹塑性分析,建立了不同材料复合管胀管压力与残余接触压力之间的对应关系。通过有限元模拟,得出不同材料在间隙消除阶段的最小成型胀管压力,外管弹性极限胀管压力... 应用有限元通用软件ABAQUS,对双金属复合管塑性成型过程中的力学行为进行弹塑性分析,建立了不同材料复合管胀管压力与残余接触压力之间的对应关系。通过有限元模拟,得出不同材料在间隙消除阶段的最小成型胀管压力,外管弹性极限胀管压力及接触压力、外管刚发生屈服时的胀管压力和接触压力以及外管完全发生塑性变形的极限胀管压力和接触压力,卸载后的残余接触压力。结果表明,当外管材料为X65C时,内外管卸载后残余接触压力为0,当外管材料为L360QS时,卸载后内外管残余接触压力为3.495 MPa,并且胀管压力处于弹性极限胀管压力49.78 MPa和塑性极限胀管压力54.6 MPa时,外管将出现塑性变形,在胀接时,必须控制胀管压力小于塑性极限胀管压力,否则,外管将出现塑性流动,这是不允许的。 展开更多
关键词 双金属复合管 成型过程 有限元 最小胀管压力 残余接触压力
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双金属复合换热管与固定管板换热器整体热处理工艺
15
作者 高成龙 李宪爽 +3 位作者 赵卫君 杨红权 张松 徐祥久 《压力容器》 北大核心 2023年第11期75-80,共6页
为研究双金属复合换热管与固定管板产品管束整体热处理工艺及其技术难点。首先,通过计算壳体与换热管在50℃和100℃温差下的温差应力,得出结果,升温阶段在500℃以下时,换热管与壳体的温差应≤100℃;降温阶段在400~500℃时,换热管与壳体... 为研究双金属复合换热管与固定管板产品管束整体热处理工艺及其技术难点。首先,通过计算壳体与换热管在50℃和100℃温差下的温差应力,得出结果,升温阶段在500℃以下时,换热管与壳体的温差应≤100℃;降温阶段在400~500℃时,换热管与壳体的温差应≤50℃,在400℃以下时,换热管与壳体的温差应≤100℃。根据试验数据、相关标准及前期产品热处理经验制定了合适的热处理工艺参数。通过沿产品管束圆周方向及其中心位置换热管内部2.5 m深度处布置热电偶,同时在两侧管板外侧及沿壳体长度方向中间位置布置热电偶进行实时测控温度,使产品管束在整个热处理过程中各测温点的温度得到有效的控制,最终成功对该产品管束进行了炉内整体热处理。 展开更多
关键词 固定管板式换热器 双金属复合换热管 整体热处理 温差应力
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