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深水测试管柱应力分布规律与动态响应分析 被引量:13
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作者 唐咸弟 孙巧雷 +4 位作者 李中 冯定 王尔钧 孟文波 颜帮川 《石油机械》 北大核心 2020年第3期98-103,127,共7页
为了研究深水测试管柱在不同工况下的应力分布规律及内压波动对管柱动态响应参数的影响,根据深水测试管柱作业特点及结构,推导了测试管柱的轴向力、轴向应力、径向应力和环向应力计算公式,建立了海水段测试管柱的横向及纵向振动模型。... 为了研究深水测试管柱在不同工况下的应力分布规律及内压波动对管柱动态响应参数的影响,根据深水测试管柱作业特点及结构,推导了测试管柱的轴向力、轴向应力、径向应力和环向应力计算公式,建立了海水段测试管柱的横向及纵向振动模型。根据不同工况,建立了测试管柱的有限元模型,进行了测试管柱最大应力及内压波动下的动力响应分析。研究结果表明:测试管柱各段的最大应力随水深的增加而减小、随悬挂力的增大而增大;由于泊松耦合的影响,最大应力与水深的变化率随着内外压差的增大而增大;初开井前,由于测试管柱的内加压和环空泄压,测试管柱出现最大应力,其值为255.7 MPa,但各工况下测试管柱的安全系数满足强度使用要求;内部压力波动周期对测试管柱的应力响应影响显著,低周期的内压波动使管柱应力过度增大,管柱易发生危险。研究结果可为深水测试管柱的强度研究提供一定的指导。 展开更多
关键词 深水 测试管柱 应力分布 安全系数 内压波动 动态响应
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基于简化渐进破坏的低矮房屋围护结构风致易损性分析 被引量:8
2
作者 吴凤波 冀骁文 +1 位作者 黄国庆 赵衍刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期32-39,共8页
轻质框架低矮房屋被广泛用于民宅、厂房以及其他基础设施建设。然而,多起风灾调查发现,低矮房屋在强风中破坏严重,其破坏形式主要表现为围护结构受损,因此有必要对低矮房屋围护结构风灾损失开展相关研究。基于简化的三阶段渐进破坏过程... 轻质框架低矮房屋被广泛用于民宅、厂房以及其他基础设施建设。然而,多起风灾调查发现,低矮房屋在强风中破坏严重,其破坏形式主要表现为围护结构受损,因此有必要对低矮房屋围护结构风灾损失开展相关研究。基于简化的三阶段渐进破坏过程,提出了低矮房屋围护结构风致易损性分析方法。在该方法中,同时考虑飞掷物冲击和强风压造成的门窗破坏,以确定开孔工况;通过伯努利方程模拟内压响应;利用Copula函数考虑屋面构件关联破坏;提出基于蒙特卡洛随机模拟的易损性分析流程,并结合木质框架房屋开展算例分析;进一步通过建立风速风向联合概率模型以考虑风向效应。研究表明,迎风墙构件在强风中往往面临着较高风险,且忽略风向效应可能会低估房屋的风致损失程度。 展开更多
关键词 低矮房屋 围护结构 飞掷物 风致易损性 内压响应 风向效应
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气承式膜结构煤棚调整内压下的实测位移响应分析 被引量:2
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作者 冯成凯 倪仲俊 +3 位作者 杨凯 李雄彦 王玉鑫 王永刚 《建筑结构》 北大核心 2024年第5期98-103,共6页
随着气承式膜结构煤棚跨度和单体面积的增加,内压分布特征的变化复杂。目前缺乏针对大型项目的内压升降与位移响应变化关系的实测验证,以确定结构位移响应理论计算值与实测数据是否吻合。基于布设在浙江乐清电厂115m×317m的气承式... 随着气承式膜结构煤棚跨度和单体面积的增加,内压分布特征的变化复杂。目前缺乏针对大型项目的内压升降与位移响应变化关系的实测验证,以确定结构位移响应理论计算值与实测数据是否吻合。基于布设在浙江乐清电厂115m×317m的气承式膜结构煤棚的健康监测系统,在台风来临前对结构进行了升降压-保压测试。实测了结构7个不同测点的位移响应,分析了调整内压时结构的位移响应特征。同时,将实测结果与数值模拟结果进行对比分析,验证了对于大跨度气承式膜结构基于压力等效分析方法的可靠性。 展开更多
关键词 气承式膜结构 调整内压 位移响应 健康监测
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迎风墙面多开孔结构风致内压的试验研究 被引量:6
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作者 徐海巍 余世策 楼文娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第15期82-86,137,共6页
为了研究建筑迎风墙面多开孔情况下的风致内压响应动力特性,由非定常伯努利方程推导了多开孔情况下内压控制方程,通过方程线性化得到了系统的等效阻尼比。对迎风面开孔面积相同的单一开孔和双开孔模型分别进行了6种不同容积下的风洞试... 为了研究建筑迎风墙面多开孔情况下的风致内压响应动力特性,由非定常伯努利方程推导了多开孔情况下内压控制方程,通过方程线性化得到了系统的等效阻尼比。对迎风面开孔面积相同的单一开孔和双开孔模型分别进行了6种不同容积下的风洞试验。研究结果表明:所推导的方程能较好的预测内压脉动。随着模型容积增加内压均值变化不大,而内压共振频率降低及等效阻尼比增加。与单一开孔相比,双开孔会增加Helmholtz共振频率以及等效阻尼比,所以在大部分风向角下,双开孔模型内外压脉动均方根之比要小于单一开孔工况。单、双开孔两种工况的最大内外压脉动均方根之比分别出现75°和60°斜风向下。 展开更多
关键词 开孔结构 内压响应 迎风面多开孔 风洞试验 等效阻尼比
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考虑内外压共同作用的大型冷却塔风荷载分析 被引量:5
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作者 沈国辉 余关鹏 +3 位作者 孙炳楠 楼文娟 李庆祥 杨仕超 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期439-446,共8页
针对冷却塔内外压的共同作用问题,制作能进行内外压同步测量的风洞试验模型,分析不同表面粗糙度下内外表面的风压分布,探讨底部有无人字柱模型内外表面风压的差别,并比较考虑内压与否时平均风致响应的差别。研究表明:模型表面越光滑,外... 针对冷却塔内外压的共同作用问题,制作能进行内外压同步测量的风洞试验模型,分析不同表面粗糙度下内外表面的风压分布,探讨底部有无人字柱模型内外表面风压的差别,并比较考虑内压与否时平均风致响应的差别。研究表明:模型表面越光滑,外表面的最大负风压越大。模型底部有人字柱和无人字柱对内压的影响较大,内表面平均风压系数分别约为-0.4和-0.7。内压作用一定程度地可视为均匀环压,考虑内压会对环向薄膜应力产生影响。 展开更多
关键词 冷却塔 风荷载 风洞试验 内压 风致响应
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内压载荷下复杂薄壁箱形结构数值模拟与优化设计 被引量:3
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作者 马歆 郑津洋 +2 位作者 陈西南 刘富君 孙国有 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期897-902,共6页
基于有限元软件MSC.Marc/Patran,考虑材料非线性和几何非线性,对装配式不锈钢水箱这种以内压载荷为主的复杂薄壁箱形结构的力学响应进行了数值分析.得到了箱体在内压载荷下的应力和位移变化特性,箱体各模压板块中与加强槽毗邻的球冠边... 基于有限元软件MSC.Marc/Patran,考虑材料非线性和几何非线性,对装配式不锈钢水箱这种以内压载荷为主的复杂薄壁箱形结构的力学响应进行了数值分析.得到了箱体在内压载荷下的应力和位移变化特性,箱体各模压板块中与加强槽毗邻的球冠边缘区域的应力始终占控制地位;获取了箱体的屈曲失效模式,基准模型箱体底板的屈曲临界载荷为0.080 MPa;分析了屈曲临界载荷数值模拟值与经典理论值之间存在较大差异的原因.通过对模压板块的球冠高度与直径、加强槽的位置和尺寸以及强化拉筋的布置方式等参数进行优化,提高了箱体的承载能力.数值模拟结果与试验数据较为一致,表明了所用数值方法的有效性. 展开更多
关键词 薄壁结构 内压载荷 力学响应 数值模拟 屈曲 优化设计
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开孔建筑内压风洞试验及其与国内外规范对比 被引量:1
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作者 陈胜 黄鹏 顾明 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期834-842,共9页
通过风洞试验研究开孔建筑孔口周边外压与内压的相关性以及湍流强度、风向角和开孔率对内压的影响,并将风洞试验结果与国内外现行风荷载规范进行对比,分析各国规范的优势和不足。研究表明,开孔结构内压与孔口周边外压在时程上具有高度... 通过风洞试验研究开孔建筑孔口周边外压与内压的相关性以及湍流强度、风向角和开孔率对内压的影响,并将风洞试验结果与国内外现行风荷载规范进行对比,分析各国规范的优势和不足。研究表明,开孔结构内压与孔口周边外压在时程上具有高度的同步性,但是斜风向角时在功率谱上存在很大的差异,内压均值响应随湍流度和开孔率的增大而增大。我国规范和美国ASCE7-16均较大低估了内压系数的大小,而澳大利亚/新西兰AS/NZS 1170.2:2011对内压系数的取值与风洞试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 开孔建筑 内压响应 风洞试验 规范对比
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玻璃纤维/乙烯基酯复合材料在火灾条件下热解气体内压预报方法
8
作者 解江 袁浩然 +2 位作者 韩雪飞 李翰 冯振宇 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第5期120-128,共9页
聚合物基复合材料在高温环境下会发生热解反应,伴随着热解气体的产生,在材料内部形成气体压强。本文通过对UMATHT子程序进行二次开发,展开高温环境下复合材料基质热解与热解产物扩散的数值模拟,建立了复合材料内压预报模型,实现了传热... 聚合物基复合材料在高温环境下会发生热解反应,伴随着热解气体的产生,在材料内部形成气体压强。本文通过对UMATHT子程序进行二次开发,展开高温环境下复合材料基质热解与热解产物扩散的数值模拟,建立了复合材料内压预报模型,实现了传热方程、阿伦尼乌斯方程、达西定律、理想气体状态方程的耦合计算,模拟了75 kW/m^(2)热流作用下玻璃纤维/乙烯基酯复合材料的内压变化。结果表明:该方法得到的压强预测值与试验值吻合较好,最大压强峰值误差约为4.68%,可有效预测玻璃纤维/乙烯基酯的内压变化趋势。各位置的压强达到峰值后开始下降,且影响因素不同。3 mm位置的压强下降受分解速率、渗透率、孔隙率共同影响;6 mm位置则是孔隙率增大与初始渗透率两者导致的;9 mm位置仅受初始渗透率的影响。 展开更多
关键词 内压 热分解 玻璃纤维/乙烯基酯复合材料 热响应 重叠网格技术
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带接头管道在内压与循环载荷作用下的棘轮行为研究
9
作者 杨宏伟 戴瑛 贺鹏飞 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2020年第1期91-98,共8页
液压管道在服役过程中受内压和循环弯曲载荷的共同作用.管道经常处于非比例循环加载状态,尤其是在管道接头位置处,容易产生棘轮行为,对管道的服役寿命有不利影响.因此,本文采用充液管道悬臂弯曲加载方式,对管道在接头位置处的棘轮响应... 液压管道在服役过程中受内压和循环弯曲载荷的共同作用.管道经常处于非比例循环加载状态,尤其是在管道接头位置处,容易产生棘轮行为,对管道的服役寿命有不利影响.因此,本文采用充液管道悬臂弯曲加载方式,对管道在接头位置处的棘轮响应进行研究。首先通过管材实验确定了材料的非线性等向/随动强化模型参数,并通过应变的实验测量结果与数值仿真结果的比较,验证了本构模型的有效性,然后建立了悬臂管道的有限元模型,模拟分析内压水平,内压小幅脉动,管道壁厚等因素对管道棘轮行为的影响.通过对带接头管道棘轮行为的研究分析,为进一步完善液压管道的设计,提高液压管道的可靠性,提供一定的理论基础. 展开更多
关键词 带接头管道 内压 循环弯曲载荷 棘轮效应
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背景孔隙对开孔结构风致内压响应的影响 被引量:13
10
作者 余世策 楼文娟 +1 位作者 孙炳楠 孙斌 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期6-11,27,共7页
通过理论分析与风洞试验研究背景孔隙对开孔结构风致内压响应的影响。利用伯努利方程导出了考虑背景孔隙的内压传播方程,通过数值算例分析了层流与紊流中背景孔隙的附加阻尼特性,并给出了紊流风场中背景孔隙对内压脉动影响的量化指标。... 通过理论分析与风洞试验研究背景孔隙对开孔结构风致内压响应的影响。利用伯努利方程导出了考虑背景孔隙的内压传播方程,通过数值算例分析了层流与紊流中背景孔隙的附加阻尼特性,并给出了紊流风场中背景孔隙对内压脉动影响的量化指标。设计制作了具有不同开孔率和背景孔隙率的低层建筑刚性模型进行边界层风洞试验,采用同步测压方法捕捉了内压稳态响应,验证了内压的空间完全相关性,试验得到的均方根内压系数与理论分析结果较为相符。研究结果表明本文推导的方程能准确的预测背景孔隙对风致内压响应的影响,能为工程抗风设计提供有效的理论依据。 展开更多
关键词 开孔结构 风致内压响应 背景孔隙 内压传播方程 时程分析
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开孔结构风致内压脉动的频域法分析 被引量:6
11
作者 余世策 楼文娟 +1 位作者 孙炳楠 李恒 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期35-41,共7页
提出了估算开孔结构风致内压脉动的频域分析方法,并实施了风洞试验进行验证。针对结构迎风面开孔的不利状况,根据伯努利方程导出内压响应动力微分方程,再采用能量法将非线性阻尼线性化,结合随机振动理论及迭代算法得到风致内压脉动量,... 提出了估算开孔结构风致内压脉动的频域分析方法,并实施了风洞试验进行验证。针对结构迎风面开孔的不利状况,根据伯努利方程导出内压响应动力微分方程,再采用能量法将非线性阻尼线性化,结合随机振动理论及迭代算法得到风致内压脉动量,通过数值算例分析了开孔结构内压频响特性及开孔率、开孔数量与开孔位置对风致内压脉动的影响。设计制作了迎风墙面具有不同开孔的刚性模型对结构内部进行风洞测压试验,试验结果与理论结果较为吻合。理论与试验研究结果均表明,对于结构单一开孔,空腔-孔口动力系统的频响特性及孔口外压谱决定了内压的脉动量,而多处开孔时各孔口风压的相关性也成为影响内压脉动的重要因素。 展开更多
关键词 开孔结构 风致脉动内压 开孔率 频响特性 相关性
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常开洞工业厂房风致内压试验研究 被引量:5
12
作者 樊友川 顾明 全涌 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期585-592,共8页
通过一系列不同条件下的单个常开洞单跨厂房刚性模型风洞测压试验,分析了风向角、开洞位置、开洞形状以及开洞大小对内压平均值与脉动值的影响,并与基于稳态理论与非定常理论的内压预测值进行了比较。研究发现,单个常开洞厂房内压的空... 通过一系列不同条件下的单个常开洞单跨厂房刚性模型风洞测压试验,分析了风向角、开洞位置、开洞形状以及开洞大小对内压平均值与脉动值的影响,并与基于稳态理论与非定常理论的内压预测值进行了比较。研究发现,单个常开洞厂房内压的空间分布是均匀的,几乎处处相等,仅在开洞附近测点的风压系数值稍有差别;内压的脉动特性主要来源于来流湍流作用、旋涡脱落与尾流干扰以及赫姆霍兹共振等三个方面的影响;内压的均值与均方根值受开洞条件以及风向角等因素影响较大;稳态理论计算得到的内压系数均值与试验所得非常接近,但是均方根值的预测偏保守。非定常理论推导得到的内压响应方程在风速方向正对开洞时可以给出良好的预测,但由于受旋涡脱落、尾流干扰等影响,斜风向时运用该方法预测内压是不合适的。 展开更多
关键词 单个常开洞建筑 内压均值 内压均方根值 赫姆霍兹频率 稳态理论 内压响应方程
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坝后背管外包混凝土厚度研究 被引量:11
13
作者 伍鹤皋 张伟 苏凯 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1085-1091,共7页
采用平面非线性有限元法对某水电站下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行了分析,计算中考虑混凝土开裂和地震作用的影响。研究了5种外包混凝土厚度0.5、0.8、1.2、1.5和2.0m的坝后背管在内水压力和地震作用下的承载规律,分析了外包混凝土... 采用平面非线性有限元法对某水电站下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行了分析,计算中考虑混凝土开裂和地震作用的影响。研究了5种外包混凝土厚度0.5、0.8、1.2、1.5和2.0m的坝后背管在内水压力和地震作用下的承载规律,分析了外包混凝土厚度对管道的动、静力承载性能的影响。结果表明,设计内水压力作用下,外包混凝土厚度较小时,管坝接缝面附近的局部坝体开裂,并使管道钢材应力提高,但其材料强度和变形仍能满足规范要求。地震作用分析表明,外包混凝土越厚,坝后背管结构的基频值越高;但厚度越大,管道钢材动应力值也越大,说明采用较小的外包混凝土厚度有利于减小钢材的动应力。因此,在满足施工要求和安全的前提下,建议在坝后背管设计中采用厚度较薄的外包混凝土。 展开更多
关键词 坝下游面压力管道 外包混凝土厚度 材料用量 承载性能 内水压力 地震响应
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基于响应曲面法的并列双支管内高压成形加载路径的优化 被引量:6
14
作者 郭衡 肖小亭 +4 位作者 陈名涛 童江槐 邓俊 王果 周梓荣 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期87-92,共6页
为了获得更好的并列双支管成形高度,基于内高压成形工艺的特点,对并列双支管成形过程中的加载路径参数进行优化。通过Design Expert软件进行试验设计,采用ABAQUS有限元软件对并列双支管内高压成形过程进行了模拟研究。以支管高度及减薄... 为了获得更好的并列双支管成形高度,基于内高压成形工艺的特点,对并列双支管成形过程中的加载路径参数进行优化。通过Design Expert软件进行试验设计,采用ABAQUS有限元软件对并列双支管内高压成形过程进行了模拟研究。以支管高度及减薄率为目标函数,借助Design Expert方差分析分别验证了支管高度(BH)和减薄率(TR)函数模型的可信度,通过期望值方法对多目标进行优化分析,形成一条并列双支管内高压成形优化加载路径。采用该优化加载路径进行试验验证,通过ABAQUS、试验、RSM分别对比了支管高度、减薄率,试验与RSM支管高度误差在0. 9 mm以内,试验减薄率比RSM预测值高3. 5%。 展开更多
关键词 内高压成形 加载路径 响应曲面法 支管高度 减薄率 有限元
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基于响应面法的柱形壳内高压胀形工艺优化 被引量:4
15
作者 孙志莹 施正贤 申明廷 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期95-101,共7页
针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题,提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形,并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计,建立并优化... 针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题,提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形,并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计,建立并优化了以模具结构中肩部传力区域的内圆角半径、外圆角半径、斜边角度和摩擦因数为设计变量,以最大减薄率为响应值的响应面模型,并通过对响应面模型进行方差分析和相关性分析,确定了柱形壳内高压胀形的最佳工艺参数组合为:内圆角半径为9.89 mm,外圆角半径为1 mm,斜边角度为10.13°,摩擦因数为0.104。采用最佳的工艺参数进行柱形壳内高压胀形模拟分析和试验,验证了响应面模型优化的可靠性和模拟分析的准确性。 展开更多
关键词 柱形壳 内高压胀形 响应面法 模具结构 厚度分布 最大减薄率
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基于响应面法的T型三通管内高压成形仿真与优化 被引量:3
16
作者 朱书建 李健 +2 位作者 王荣耀 黄煜 张维烜 《热加工工艺》 北大核心 2022年第9期95-100,105,共7页
在内高压成形过程中,T型三通管出现破裂、起皱等缺陷。本文通过试验和数值模拟相结合的方法研究了其成形过程,提出一种基于响应面法的优化方法。将T型三通管内高压成形过程中的内压力、左右进给量和圆角半径作为优化因素,以三通管胀形... 在内高压成形过程中,T型三通管出现破裂、起皱等缺陷。本文通过试验和数值模拟相结合的方法研究了其成形过程,提出一种基于响应面法的优化方法。将T型三通管内高压成形过程中的内压力、左右进给量和圆角半径作为优化因素,以三通管胀形高度与最小壁厚为评价指标,采用响应面法构建了因素与目标函数之间的拟合方程,经过对响应面模型方差分析获得了T型三通管内高压成形过程中的最优参数匹配关系。采用最优参数匹配关系进行了试验,获得了胀形高度接近1倍管径、最大壁厚减薄率小于20%的三通管样件。 展开更多
关键词 T型三通管 内高压成形 响应面法 目标优化
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基于响应面法的Y型管内高压成形加载路径优化 被引量:3
17
作者 徐佳俊 徐雪峰 +1 位作者 范玉斌 王磊 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期67-75,共9页
针对Y型管内高压成形过程中支管壁厚分布不均匀、起皱的问题,采用响应面法和有限元法对Y型管内高压成形的加载路径进行了优化。将内压、左右推头进给量、中间推头后退量和摩擦因数设为参数变量,以Y型管的减薄率和增厚率作为目标函数;在... 针对Y型管内高压成形过程中支管壁厚分布不均匀、起皱的问题,采用响应面法和有限元法对Y型管内高压成形的加载路径进行了优化。将内压、左右推头进给量、中间推头后退量和摩擦因数设为参数变量,以Y型管的减薄率和增厚率作为目标函数;在获得的最优加载路径的基础上,讨论并确定了各参数对目标函数的影响及其相互作用。结果表明,预测值、模拟值和试验值之间具有显著的一致性,并且优化结果与试验结果相吻合。通过优化加载路径,有效提高了Y型管的内高压成形性能,支管成形良好,无起皱和破裂现象发生。 展开更多
关键词 内高压成形 响应面法 Y型管 加载路径
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扭转连接件压胀复合内高压成形工艺优化及试验研究
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作者 黄迪 黄海波 +6 位作者 叶鑫宇 刘文 张池 张海英 林凯 林立 严翔 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期88-95,共8页
为获取高疲劳寿命、高生产效率的汽车底盘扭转连接件,针对零件轴线长、截面变化剧烈等问题,制定了压胀复合内高压成形工艺,并采用数值模拟分析了预弯高度、管坯直径和内压力对零件成形质量的影响。通过Box-Behnken Design设计构建了响... 为获取高疲劳寿命、高生产效率的汽车底盘扭转连接件,针对零件轴线长、截面变化剧烈等问题,制定了压胀复合内高压成形工艺,并采用数值模拟分析了预弯高度、管坯直径和内压力对零件成形质量的影响。通过Box-Behnken Design设计构建了响应面模型,并进行了扭转连接件的压胀复合内高压成形试验。结果表明,模拟结果和试验结果基本吻合,均在预弯高度为24 mm、管坯直径为Φ44.95 mm、内压力为66.14 MPa时成形出合格零件,零件壁厚分布均匀,特征截面质量较好,验证了工艺的可行性和数值模型多目标优化的可靠性。 展开更多
关键词 扭转连接件 压胀复合内高压成形 数值模拟 响应面 多目标优化
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