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《脹形間隙對核主泵轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第27卷第4期中國有色金屬學報2017年4月Volume27Number4TheChineseJournalofNonferrousMetalsApril2017DOI：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.04.016脹形間隙對核主泵轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的影響朱智，張立文，崔巖，張馳，李瑞琴(大連理工大學材料科學與工程學院，大連116023)摘要：利用非線性有限元軟件MSC.Marc建立轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形過程的二維軸對稱熱力耦合有限元模型，計算并分析真空熱脹形過程中轉(zhuǎn)子屏蔽套和模具的徑向
2、位移變化，預測轉(zhuǎn)子屏蔽套的脹形量和脹形后內(nèi)徑。此外，基于建立的有限元模型研究脹形間隙對轉(zhuǎn)子屏蔽套脹形量和脹形后內(nèi)徑的影響。結(jié)果表明：對于確定的工藝，在其脹形能力范圍內(nèi)，隨著脹形間隙的增大，轉(zhuǎn)子屏蔽套的脹形量線性減小，且脹形后的內(nèi)徑不隨脹形間隙的變化而變化。開展轉(zhuǎn)子屏蔽套的真空熱脹形實驗，驗證建立的有限元模型。關(guān)鍵詞：HastelloyC-276合金；轉(zhuǎn)子屏蔽套；真空熱脹形；脹形間隙文章編號：1004-0609(2017)-04-0789-06中圖分類號：TG146.1文獻標志碼：A轉(zhuǎn)子屏蔽套是AP1000核主泵的關(guān)
3、鍵部件之一，真空熱脹形的本質(zhì)是蠕變成形，目前，國內(nèi)外學將其套裝在轉(zhuǎn)子外面，可以防止轉(zhuǎn)子與泵內(nèi)的冷卻劑者已經(jīng)針對鋁合金和鈦合金零件的蠕變成形做了大量[4?12]接觸，避免轉(zhuǎn)子受到冷卻劑的侵蝕，轉(zhuǎn)子屏蔽套的制的研究，并且將其成功應用于航空航天領(lǐng)域，然[3,13]造和裝配精度及質(zhì)量將直接影響核主泵的正常運而，對轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的研究卻很少。[1]轉(zhuǎn)。AP1000核主泵轉(zhuǎn)子屏蔽套具有超薄大徑厚比，在實際轉(zhuǎn)子屏蔽套的焊接過程中，由于焊縫附近其制造和裝配難度非常大。核主泵轉(zhuǎn)子屏蔽套采用各處膨脹和收縮不均勻，使得焊接后轉(zhuǎn)子屏
4、蔽套沿軸HastelloyC-276合金薄板經(jīng)過剪切和焊接工藝制造而向各處的內(nèi)徑不同，從而導致了真空熱脹形時轉(zhuǎn)子屏成，在裝配前，AP1000轉(zhuǎn)子屏蔽套的直徑公差為蔽套各處的脹形間隙不同，研究脹形間隙對轉(zhuǎn)子屏蔽[1]±0.076mm，對制造工藝的精度要求非常高。焊接后，套真空熱脹形的影響有助于深刻理解采用真空熱脹形轉(zhuǎn)子屏蔽套的表面特別是焊縫區(qū)附近會產(chǎn)生凹凸不平技術(shù)對焊接后的轉(zhuǎn)子屏蔽套進行誤差治理的過程，而的褶皺，即使采用精密剪切和精密焊接，也難以滿足且為真空熱脹形工藝參數(shù)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。精密裝配前對轉(zhuǎn)子屏蔽套的高精度
5、要求，而且轉(zhuǎn)子屏本文作者利用有限元軟件MSC.Marc對核主泵轉(zhuǎn)蔽套的內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應力，嚴重影響后續(xù)熱套子屏蔽套的真空熱脹形過程進行有限元模擬，計算并裝工藝的精度和質(zhì)量。分析真空熱脹形過程中轉(zhuǎn)子屏蔽套和模具的徑向位移針對剪裁、焊接后轉(zhuǎn)子屏蔽套的精度很難達到套變化，預測轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的脹形量和脹形后裝前高精度的難點，提出了采用精密真空蠕變熱脹形的內(nèi)徑，研究轉(zhuǎn)子屏蔽套和模具之間不同的脹形間隙技術(shù)對焊接后的轉(zhuǎn)子屏蔽套進行誤差治理。該技術(shù)利尺寸對轉(zhuǎn)子屏蔽套真空熱脹形的影響規(guī)律，開展真空用模具和轉(zhuǎn)子屏蔽套間的熱膨
6、脹系數(shù)差異，在加熱及熱脹形工藝實驗驗證模擬結(jié)果的準確性。保溫過程中，依靠模具的熱膨脹力使轉(zhuǎn)子屏蔽套發(fā)生永久的塑性及蠕變變形，轉(zhuǎn)子屏蔽套內(nèi)表面與高精度1真空熱脹形有限元模型模具外表面緊密貼合，冷卻后轉(zhuǎn)子屏蔽套的尺寸能夠達到裝配前的高精度要求。由于高溫蠕變使轉(zhuǎn)子屏蔽套內(nèi)部的應力得到松弛，在脹形后，轉(zhuǎn)子屏蔽套內(nèi)部本文作者采用的真空熱處理設備是IPsen公司生[2?3]的殘余應力也可以得到消除。產(chǎn)的v6072型立式真空熱處理爐，建模時將轉(zhuǎn)子屏蔽基金項目：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃資助項目(2015CB057305)收稿日期：
7、2015-01-30；修訂日期：2015-10-30通信作者：張立文，教授，博士；電話：0411-84706087；E-mail:commat@mail.dlut.edu.cn790中國有色金屬學報2017年4月套、模具和真空熱處理爐簡化成具有軸對稱特性的實因此，在模擬轉(zhuǎn)子屏蔽套的真空熱脹形過程時，需要體，基于有限元軟件MSC.Marc建立核主泵轉(zhuǎn)子屏蔽建立能用來描述材料應力松弛行為的蠕變本構(gòu)模型。套真空熱脹形過程的二維軸對稱有限元模型，如圖1為此，利用應力松弛實驗建立HastelloyC-276合金的[14]所示
8、。為了提高模擬精度和計算效率，在金屬隔熱屏蠕變本構(gòu)方程：的最內(nèi)層加密單元，外層則保持稀疏網(wǎng)格。?ε&creep=+ABσσσ,≤low在真空熱脹形過程中，真空熱處理爐的水冷套內(nèi)??&n?εcreep=+CDE(sinhσσ)σ+F,low<σ<σhigh壁的外表面與循環(huán)水發(fā)生對流換熱，爐體內(nèi)部各層金?屬隔熱屏、加熱元件、監(jiān)控熱電偶、轉(zhuǎn)子屏蔽套和模??ε&cr
