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无模爆炸成形技术在相关领域中的应用和实践

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2013-7-2 16:26:55 人气: 标签:
 

  传统的球壳制造工艺需要专用模具和大型压力设备,并且加工成本高、品种规格少、组焊困难等,因而使其应用受到限制。相接球形压力容器整体无模爆炸成形技术。通过大量的试验研究与理论分析,已经获得相接球壳预制壳体的设计原则及相接处隔板厚度的计算公式,验证了相接球壳整体成形的理论炸药量计算公式,为这一项新技术的实际应用提供了试验基础和理论依据。

  相接球壳成形原理如所示,预先卷制多个二节或二节以上的锥台壳体,与上下极板和中间隔板组焊成多个相接球内接密闭壳体,在各壳体内均注满水,而后同时起爆各个球心处的球形药包,水中产生的多个球面46由此造成板料质点运动的速度差,使壳体向各自外接球面靠拢。通过控制炸药包的能量,使壳体的变形恰好达到消除各锥台壳体直边,而达到与外接球面重合为止.位于外接球面的各条环向焊缝和中间隔板均不参与变形。为双体相接球壳成形后照片。

  相接壳体结构设计原则与计算大量的实验结果证明,相接球壳成形前的壳体结构设计应遵循以下三条重要原则:(1)各个相接多节圆锥台壳体应为球内接壳体;(2)每节锥台和圆筒的母线长度应与上下极板的直径相等,其中各节锥台由扇形坯料卷制而成,当锥台节数N值为奇数时,赤道带为矩形坯料;(3)多个球壳相接的位置应在外接圆上。

  各相接壳体多节锥台的节数N是影响各壳体变形及坯料尺寸的主要参数,选择合理N值应考虑板料冷变形程度对材料力学性能的影响,各国推荐球壳冷加工变形程度<5%,对应锥台节数N值应大于4.在确定的板料规格条件下,可利用计算机优选N值及扇形坯料分块数量,以提高材料利用率,并减少焊缝长度。为各壳体不同锥台节数N对各种主要变形参数的影响。

  对于球壳Gc=110G1传压介质影响的能量传递效率,实验结果证明,水中爆炸时G1=0155<2>w单个药包重量e)炸药比能,TNT炸药e=110由ET=UT,可得各个药包重量的下限计算公式:W=nw(12)式中n相接球壳的数量w整体成形总药量,g6结论分别采用Q235、1Cr18Ni9Ti、16MnR等材料进行整体成形,均获得成功。为了验证在爆炸冲击载荷下壳体的成形情况,对其成形规律进行了数值模拟,并对球体各径向及纬向真实应变采用网格法进行了测量和计算,试验结果与分析结果表现一致。实用药量与理论计算药量误差不大于4%,不球度误差<015%,材料微观结构及宏观性能与普通冷压成形无明显区别。工程应用已证明,相接球壳无模整体爆炸成形技术为此类容器的制造探索出一条新途径。它在理论和实践方面均提出了较为准确和可靠的依据

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