鋼制變直徑容器無模液壓脹形實驗研究

    2大型花瓶式容器的新圯路。

　　在以往采用無模液壓脹形技術制造球形界器時，曾出現的問主要包括焊縫開裂和某些部位1圯為突出；由于矜器非球對稱，其鼓肚部分在脹形過，中極從沿赤道起皺本文迎過對不結構的殼體成形過程進行實驗研充觀察試件的變形過程及特點，分析了此類試件的變形過程及采用整體液壓脹形工藝成形此類制件的可行性。

　　1實驗研究1.1脹形前的封閉殼體結構和試驗材料脹形前的殼體結構應保證殼體的成形性，考慮到該變直徑殼體成形較為困難，本文設計了種方絮其結構和尺寸2，汴通過液壓脹形實驗探討此類殼體的最佳成形方案。

　　王仲仁1934，男，教授，博士生導師。

　　種方案頸部結構相同，因頸部主要為圓柱形，所以均采用厚壁管坯預成形喇叭口而成，這樣在脹形過程中，頸部不發生塑性變形。腹部的結構有所區別方案中腹部結構為十瓣單曲率殼體形成的封閉結構。方案為對稱雙錐臺結構。

　　方案為上下圓錐臺與。段圓柱簡構成。首先根據2的結構下料。然后逐將各部分錐簡柱筒及球瓣卷曲成形，再進行，焊，最后將上下端焊上封口板。腹部所材料均為3鋼板，板厚為1；頸部材料為20鋼管，壁厚10；上下封口板材料為人3鋼板。厚度為81.根據以往的經驗。上述結構的殼體在脹形過程將發生高度變形。易造成起皺的缺陷。并且影響造型的整體尺寸，所以本實驗在腹部殼體內部加設了軸向約束，以抵消脹形，腹部所受到的軸向拉力。

　　⑷方案，方案冬2種殼體脹形前的結構意12應變測點的布置對于方案。由子各球瓣相同。選取個球瓣為應變研究對象即可。如閣33.沿兩條母線各取3個測點進行測試分析；對方案。因其腹部上下對稱。故沿上部錐臺的條母線選取5個測點3，3；對方案，同樣根據對稱性。沿上部錐臺的條母線選取3個測點間圓柱部分取2個測點進行測試如閣3 2實驗結果分析采用手動液壓泵對上述個方案進行液扭脹形實驗，實驗件成形前后的對比照片45.

　　下面分別對各種方案的實驗結果進行分析。

　　2.1方案脹形過程的應變變化規律方案加載至1.5他時。腹部殼體的中部即球瓣的心已經出現了明顯的變形加載至閣3各方案的應變測點擇4實驗件成形前的照片地方也產生定的變形；加載至4.0，3時，趨球變形己十分明，在個別球瓣的焊合區附近沿緯線出現波狀起伏，但并不劇烈；加載至5.5，時，殼體己完全成形，實驗結束。

　　根據實驗測得的應變分布。作如闖6脹形初期巨離焊縫較遠的兒處的緯向應變略大于近焊縫的，7處的應變值，似足隨著脹形力的增火，認廠處的緯向應變增大較快。

　　因此最后反而大于。4，點的緯向應變。6出為各測點的經向應變，脹形過，中。由于焊縫總是大于近媒縫的處的經向應變。同時。

　　在相同，經向應變本都人于緯向應變。尤其是距離焊縫較遠的兒土處的經向變形遠比緯向劇烈。0點處于球瓣角部。受焊縫影響諒大，故其變形較小。

　　2.2方案脹形過程的應變變化規律方案加載至1.5，時，錐臺面的中部出現了明的變形而其它區域的變形還非常小加載至2.5時變形繼續加大。整個錐臺面都開始有明從的變形。但靠近花瓶頸部和底部的部分變形仍然很小。巨殼體中部的焊縫出現了內凹的現象；加載至3.03時，變形加劇，錐臺的中嗔開始趨圓，殼體的中部焊縫處出現了凹凸不平的小荽角起皺；加載至5.0，時，殼體藉本成形，皺褶完全消失，加載至6.0時，殼體成形飽滿。

　　3為各測點的緯向應變。脹形過程中錐臺中部最小，這是由于該部位距焊縫較近。70為各測點的經向應變，脹形初期，和點均有定的壓應變。但隨著脹形力的增人。各點經向應變均成為拉應變。在脹形過程后期。兩點處的經向應變幾乎不再變化，而和點處的經向緯向應變經向應變應變仍在繼續，大，品，出沿錐臺母線變形發生最大。點經向應變最小。

　　2.3方案脹形過程的應變變化規律方案的變形過程類似于方案，只足13于殼體中部有個圓柱面過渡，在脹形過程中沒有發生起皺現象。8為案各測點的應變變化曲線，8為緯向應變。脹形過程中錐臺中部應變最小，這是由于該部位距焊縫較近，并且錐臺部分變形比柱部分容易。815為各測點的經向應變，脹形初期，5點略有樂應變，但隨竹脹形力的增大轉為拉應變。脹形過程后肌圓柱部分邊緣的0點處經昀應變，大，可靠近焊縫的部位，其變形主要為沿垂直于焊縫方向的單向拉伸。

　　3緯向應變2.4種方案成形性能比較縱觀以上種方案，發現方案和方案史易成取+起皺；但從成件來看，方案雖然在脹形中期略有起皺，但隨竹內吒的增大，皺紋這漸被拉平。最終獲得了比另外兩個方案更好的外形。從種方案的結果可以看出，焊縫附近變形切向伸長較小。

　　總之，由于方案中板料變形最為劇烈，減薄率大于其他兩個方案，不適于對材料峒脖要求較高的制件成形，但幾結構簡單焊縫少，制造成本較低，經濟蝕較好。方案，方案經濟性略總但成形制件的壁脖較均句，減薄率小，易滿足使用要求。實用中應根據具體使用條件和資金條件合理選擇成形方案。

　　3結論焊縫對變形有定的影響。焊縫附近的變形特點是沿焊縫的法向伸長較大沿焊縫的切向伸長較小。

　　方案采雙錐結構。焊縫最少。經濟性最好。雖然焊縫及附近域在脹形過枵十處干拉4卡變形狀態，易失穩起皺，何隨著壓的增大，逐漸轉化為雙向拉伸狀態，因而起皺又會消失，最后制件面也比較光滑。

　　殼體頸脹形比較困難。但通過預先成形喇叭1可以實現頸口與瓶身的圓沿過渡。

　　⑷利用無模液佧脹形工藝制作變立徑花瓶造型容器基本可行。該工藝不需要模具，下料簡單，組焊容易，周期短，對于大型單件的制作更是獨具優勢。