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船用BFe10-1-1铜镍合金管材弯曲成形有限元分析及实验研究
| 论文题名： | 船用BFe10-1-1铜镍合金管材弯曲成形有限元分析及实验研究 |
| 关键词： | 船舶工程;铜镍合金管;弯曲成形;有限元分析 |
| 摘要： | BFe10-1-1铜镍合金管子因其良好的耐腐蚀性能和抗污染能力，在船舶等海洋工程领域得到了广泛应用。又因其机械加工性能较差,传统应用中多将直段管与成型的弯头焊接后使用。但焊接弯头的焊缝却会加速海水对管子的腐蚀，同时采用弯头还会造成本增加等诸多不利影响。随着塑性加工技术的不断发展和成熟，采用合适的弯制工艺对适当规格的BFe10-1-1管子进行恰当的弯曲，不仅仅会降低成本，提高效率，还能利于管子良好性能的发挥。 本文从塑变（弯曲理论）、弯制工艺以及有限元模拟分析角度出发，就BFe10-1-1铜镍合金管子弯制进行探讨分析，研究管子的弯曲性能，有助于从弯曲机理上认识管子弯制，从而为BFe10-1-铜镍合金管子内场加工（弯制）提供理论上的指导和参考。论文主要包括以下几个方面的内容： 1）将借鉴梁和板材的弯曲理论，对管子的弯曲进行力学分析；介绍弹塑性变形行为、应力应变状态及其张量和等效值、屈服条件等基本理论。进一步分析了管子弯变特点，推导出了管子壁厚t值、截面椭圆率（畸变）和弯制后弯曲角度的回弹角的近似理论计算公式。 2）对比分析了管子弯制的弯曲工艺方法，结合BFe10-1-1管子的特点，提出了适用于BFe10-1-1管子弯制的工艺；介绍了弯管中，容易发生的质量缺陷，并就其成因进行了探讨，提出了有效的预防措施。给出了最小弯曲半径（弯变极限）的理论计算公式等。 3）对BFe10-1-1管子进行了力学性能测试和弯曲试验，得出了管材的机械力学性能参数和弯曲后各项评价指标的数据。 4）在实验研究的基础上，对弯管过程进行了有限元建模，模拟了其弯曲过程，和实验进行对比验证，得出了弯管的应力应变分布规律等。对影响弯管的主要工艺参数进行模拟研究，总结出了相关影响规律，为管子的内场加工提供了十分有意义的参考和指导。 |
| 作者： | 陈宁宁 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 周瑞平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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