内压力对内高压成形三通管影响的数值分析
Y型三通管内高压成形工艺优化及实验研究
密级：秘密5年Y型三通管内高压成形工艺优化及实验研究PROCESS OPTIMIZATION AND EXPERIMENTAL RESEARCH ON HYDROFORMING OF Y-SHAPED TUBE杨华哈尔滨工业大学2006年6月密级：秘密5年国内图书分类号：TG306国际图书分类号：621.774.8工学硕士学位论文Y型三通管内高压成形工艺优化及实验研究硕士研究生：杨华导师：刘钢副教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index:TG306U.D.C: 621.774.8Dissertation for the Master Degree in EngineeringPROCESS OPTIMIZATION ANDEXPERIMENTAL RESEARCH ON HYDROFORMING OF Y-SHAPED TUBECandidate：Yang HuaSupervisor：Associate Prof. Liu Gang Academic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Materials Processing Engineering Affiliation：School of Materials Sci.& Eng. Date of Defence：June, 2006Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要为了提高不锈钢排气歧管的可靠性，改善排气性能，提出采用内高压工艺来成形排气歧管中的Y型三通管。
由于Y型三通管形状非对称、变形量大，需综合控制压力、两端轴向补料量、枝管冲头后退量，各量之间的匹配关系等各个工艺参数，成形难度很大。
大管径直埋热力管道三通应力分析
大管径直埋热力管道三通应力分析姜方【摘要】三通是热力管道中常用的管件,由于在管道运行时,会在管道的连接处产生峰值应力,因此管道容易产生局部疲劳破坏.本文针对一个实际工程进行了应力分析与计算,并利用ANSYS软件对三通进行了有限元分析,做到在满足应力要求的基础上合理布置附件.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】4页(P68-70,94)【关键词】大管径;三通;应力分析【作者】姜方【作者单位】山东同圆设计集团有限公司【正文语种】中文供热管道系统经常要分支，三通是常用的分支结构，不仅承担着管道改向和分流流量的作用，更是一种重要的柔性元件，具有消除管道因温差和安装尺寸偏差等原因造成的应力的作用。
三通同直管段相比，属于大开空结构，有一部分几何形状不连续，在支管与干管的肩部交界处存在极大的应力集中，特别容易产生峰值应力，当直管段处于安全运行状态时，三通有可能已经达到曲服。
三通由于承担作用和处于部位特殊，不只承受内压作用，弯矩、扭矩、轴向力也作用于此，是管道荷载的集中部位。
同时，管道中流体高速流动对三通管壁冲刷引起的管壁减薄，含腐蚀物质的介质对管壁腐蚀产生刻蚀，使得萌生疲劳裂纹、管道爆裂泄露和局部鼓胀危险发生的机会大大增加。
由此看来，整个管道的完整和安全运行能力在很大程度上取决于三通质量的好坏与承载能力的高低。
从干管上接出分支，是直埋管道设计和管道安全运行的难点之一。
分支点处的处理方法不仅要考虑工程进度，还要考虑工程造价。
一般而言主管道走向规划后，应根据分支线的位置，本着降低分支点的受力的原则，反复调整主线补偿装置和固定墩的位置。
对于无补偿直埋设计，如果技术可靠、经济条件合理，也可以在分支引处设置少量的补偿装置，力求三通连接处主干线轴向位移量小于50mm[1]。
当支管给三通连接处的轴向力较大时，要对分支三通进行加固或安装补偿措施。
直埋供热管道焊制三通的强度验算，应根据内压和主管轴向荷载联合作用进行。
卫生陶瓷高压成形生产工艺控制
2019卫生陶瓷高压成形生产工艺控制苏湘宏陆远文佛山市恒洁卫浴有限公司摘要：通过将高压成形与传统的立浇注浆成形进行比较，高压注浆不仅占地少，而且操作也十分简便，陶瓷质量更高，所以在国内的应用范围越来越哒。
本文通过具体分析卫生陶瓷高压成形生产工艺控制策略，旨在为提升卫生陶瓷的质量提供可参考的资料。
关键词：卫生陶瓷；高压成形；生产工艺当前卫生陶瓷产品多是以注浆的方式成形，而传统的注浆方式通常是将泥浆诸如石膏模具中，以借助石膏毛细管本身所具有的吸力将必将泥浆中的水分洗出，而剩下的泥浆则会在模具的约束下形成相应形状的胚体。
随后，人们于具体的生产实践中逐步发现，当泥浆的压力增大时，其成型速率亦将大幅提升，继而通过对此发现的详尽分析总结出了注浆的成型速率与泥浆压力之间的关系规律。
简言之，即向泥浆施加的压力越大，则胚体的成型速率也便越快。
当然，也正是基于此一发现，方位后续高压注浆工艺的开发提供了依据。
至于高压注浆工艺的开发，最主要的目的当时为了促进泥浆更快成型。
然而目前，由于针对高压注浆工艺的实用受到石膏模型强度的限制，继而针对石膏模型高强度材料的研发当属应用该工艺技术最急欲解决的问题。
一、成型原理传统注浆方式所依循的成型原理是在初步的低压注浆完成后，模型的空腔将被泥浆填满，届时，基于数值模型内部所产生的自然吸力，使得泥浆中的水分逐步自泥浆中脱离而出，而此时的泥浆将因水分被抽离而在表面形成一层胚体。
而高压注浆则是基于传统注浆的基础，使泥浆在压力的强制作用下迅速将自身的内水分压缩至树脂膜孔的微孔处并排除，而泥浆在受压力的强制作用下，其厚度将在水分排出后增长至一定的标准，待多余泥浆中的压缩气体被排出后，胚体所生产的压缩空气压力下部将随之进入到模具的微孔之内，以此将能使胚体颗粒的排布更为紧密，最后强化胚体的厚度与强度。
二、设备操作当前，市面上绝大多数的高压成型机均是基于PLC自动控制系统来完成全部操作。
故使得的是哟怒工程仅是简单操控触摸屏即可，至于注浆具体过程中则需经历低压注浆、高压注浆、排浆、巩固、脱型、冲洗以及合模七大工序。
Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化
关键宇 ： Ｙ型三通 管 ；内高压成形 ；数值模拟 ；正交实验 ；综合平衡法
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｏ ８ Ｑ １ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文 献 标识 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —１６ （０ ２ ３— ０９— ５ ０ １ ９ Ｘ ２ １ ）０ ０ ６ ０
Ｍｕｔ－ ｊｃｉｅｐ ｒ ｍｅｅｓｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｏ —ｈ ｐ ｄ ｌ－ｂｅ ｔ ａ ａ ｔｒ ｐ ｉ ａｉ ｆＹ－ ａ ｅ ｉ ｏ ｖ ｍｉ ｏ ｓ
Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ｈｅ ｆｒ ｎｇ ｑ ｌｔ ｆＹ—ｈａ ｄ ｔ ｂ ａ ｍｐｒｖ ｄ ｗｉ ｔ ｓｍ ｅｈ ｄ． ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｏ ｍｉ ｕａｉ ｏ ｓ ｐｅ ｕ ｅ ｃ ｎ ｂｅ ｉ ｏ ｅ ｔ ｈｉ ｔｏ ｙ ｈ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｙ—ｈ ｐ ｄ ｔ ｂ ； ｈ ｄ ｏｏ ｍｉ ｇ ｎ ｍｅｉ ａ ｓｍｕ ａｉｎ； ｏ ｈ ｇ ｎ ｌ ｅ ｐ ｒ ｎ ； ｉｔ ｇａ ｅ ｙ ｒｓ ｓａ ｅ ｕ ｅ ｙ ｒ ｆｒ ｎ ； ｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌｔ ｏ ｔ ｒ ｏ ｏ ａ ｘ ｅ ｉ ｔ ｍｅ ｎ ｅ ｒ ｔｄ
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运行中能耗的目标 ，是一种具有广泛应用前景且
较为先 进 的制 造方法 。 Ｙ 型 的 三 通 管 是 典 型 的非 对 称 结 构 复 杂 零
管材 内高压 成 形 技 术 最 早 可 以 追 溯 到 １４ ９０ 年 的 Ｔ型 三 通 管 成 形 … ，与 冲压 相 比 ，内 高压 成形不 仅可 以生产 更高强 度 、高刚度 的零件 ，还 可 以降低产 品结构 重量 ，节省 材料 ，减少生 产成
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大型空分装置纯化系统高温管道三通接管应力分析
大型空分装置纯化系统高温管道三通接管应力分析大型空分装置是一种用于生产氧气、氮气、稀有气体等化学品的设备，其纯化系统是将进口空气中的杂质通过多个步骤去除，获得高纯度的氧气、氮气等产品。
在纯化过程中，高温管道三通接管是连接各个部分的关键组件之一。
本文将对其应力分析进行详细说明。
一、高温管道三通接管的结构与作用高温管道三通接管由管道、三通和法兰三部分组成。
其作用是连接不同管道或组件，并将流体或气体导向所需的方向。
在高温场合下，其还要承受来自管道内部、外部和法兰连接等多种类型的应力。
二、高温管道三通接管应力分析1.内压应力内压应力是指由管道内部流体或气体的压力产生的应力，其大小主要取决于管道的直径、壁厚和内压。
其计算公式为：σ= P×D/4t其中，σ为内压应力，单位为Pa；P为管道内压力，单位为Pa；D为管道直径，单位为m；t为管壁厚度，单位为m。
2.弯曲应力弯曲应力是指由管道弯曲时产生的应力。
在高温管道三通接管中，弯曲应力与接管的曲率半径、管径、材料和载荷等相关。
其计算公式为：σ= Mc/I其中，σ为弯曲应力，单位为Pa；M为弯矩，单位为N·m；c 为截面离最外侧的距离，单位为m；I为截面抵抗弯曲的惯性矩，单位为m^4。
3.法兰连接应力法兰连接应力是指由法兰连接压紧力产生的应力。
在高温管道三通接管中，载荷之间的分布、材料的强度和变形等因素都会影响法兰连接应力。
其计算公式为：σ= K×F/Ab其中，σ为法兰连接应力，单位为Pa；K为法兰连接的系数，取决于法兰连接的松紧程度；F为法兰紧固力，单位为N；Ab 为法兰连接横截面积，单位为m^2。
三、高温管道三通接管应力的控制方法在高温管道三通接管的设计和制造过程中，应根据其受力情况采取相应的控制方法。
主要包括：1.管道中的内压应力应控制在允许范围内，避免产生温度差引起的热应力。
2.定期检查弯曲应力，避免因材料疲劳或结构问题引起的断裂。
T型三通管实验报告
T型三通管内高压成形工艺研究实践报告南昌航空大学院系：航空制造工程学院专业：飞行器制造工程班级： 1学号：姓名：指导老师：目录（一）国内外研究现状（二）T型三通管内高压成型原理（三）基于有限元方法对T型三通管内高压成型影响因素研究（四）T型三通管内高压成型实验设备介绍及成型模具说明（五）参考文献一、国内外研究现状1.国外发展20 世纪40 年代，美国的GreyJ E等因人对T型无缝铜三通管成形进行了研究，他们第一次使用内压和轴向力共同作用的方法成形三通管。
1965 年，日本研究者发表了一篇关于铜管液压成形小型三通管件的文章。
70 年代末研究者使用聚安酯橡胶代替液体胀形成功胀出长径比大于2 的超长支管多通管。
80世纪年代初，前苏联研究者采用挤压成形获得了长径比为到了90年代，俄1.2 的等径三通和等径四通的支管罗斯已经能够液压成形钛合金、铝合金及耐腐蚀高强度钢等塑性较低的材料，生产出壁厚大于0.5mm、外径D 为50-120mm、长径比为0.5 的三通管“随着计算机技术的发展，许多专家学者开始对多通管胀形工如欧洲爱尔兰的都柏林大学艺进行计算机模拟研究学者Ray P、Mare Donald BJ 和Ha-lhmi M sJ.日本的Manabe KP 、还有Rimkus WP 、Lin FC 和Kwan CTW、Sornin D 和Massoni E 分别利用有限元软件对胀形过程中加载路径进行了有关的数值模拟分析与研究。
2.国内发展九十年代，哈尔滨工业大学液力成形课题组开始研究内高压成形理论、工艺和设备，研制出首台150MPa内高压成形机，该设备在计算机的控制下按规定的加载路径加工管类零件。
哈工大的苑世剑等人研究了胀形成形中的起皱行为，并利用数值模拟和力学理论对圆角处的应力分布和变形规律进行了研究同。
随后清华大学的雷丽萍和合肥工业大学的薛克敏、周林等"1等对汽车前梁、后延臂、副车架和汽车桥壳的胀形工艺进行了数值模拟研究，分析了主要成形工艺参数对其成形结果的影响规律。
探究三维三通管道湍流数值模拟研究
探究三维三通管道湍流数值模拟研究对于一般的流体问题的研究，当今实验研究较多。
实验会提供一个可靠的资料，为理论分析和数值模拟打下基础，但是对其模型大小、精度和安全等方面要求很高，并且其研发周期长、投入成本高等问题难以解决。
正是由于以上方法的局限性，加之近几年计算机能力的大幅度提高，数值模拟的方法体现了其强大的能力，国内外进行了很多研究。
本文应用ANSYSY CFX强大的计算能力和分析模拟能力，对三通管内的流体的速度、压强和温度进行了分析，可以为管道设计提供了可靠的理论依据。
1 问题的描述及网格的划分本问题主要描述了两股流速温度不同的流体，在三通管道汇合，并流出的问题。
具体方向如图1所示，其中：汇集管长度5m，直径0.4m，导入管长度1.5m，直径0.4m。
在三通管道的交接处，流体有着很强的能量交换和能量损失，所以，用专业ANSYS CFX软件计算模拟，精度会较高。
2 模拟过程及结果2.1 数值模拟本文求解算法采用高阶求解模式，此模式求解准确，但是收敛性不好。
在时间步上，初步选定为100步，但经过多次测试，基本在50步左右，此模型就可收敛，且精确度较高，达到工程精度范围。
关于流动，设流动为定常流动，并选择标准的k～模型进行计算。
本文模拟了当热力学温度为298.15K时，摩尔质量18.02kg/kmol，密度997.0 kg/m3，比热容为4181.7J/kg.K的水的模拟情况。
其中入口处流入冷流体的质量流量为30kg/s，热力学温度为293.15K；另一端入口处流入热流体质量流量为60kg/s，热力学温度为373.15K。
壁面参数设为光滑、无滑移的绝热型壁面。
混合之后所的到得温度和流线形态如图2、3所示。
由图2可以看出，两流体在混合处产生了强烈的能量和动量的交换。
两个来流在混合处产生了强烈的回旋涡流。
由图2流线可以看出，在冷流体方向，混合处下方产生了速度改变。
流线密集的区域，其压力很大。
靠近三通管后端底部出现一个较高速度。
三通管内高压成形时壁厚影响因素的研究
术 技 造 制 与 备 装 压 锻 $ # " !
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通过 对三 通管 的内 压胀 形研 究! 建立 了数 值模 型 ! 并通 过有 限元 模拟 软件 对成 形理 论进 行了 分 析 和 模拟! 对比 了实 验结 果和 模拟结 果" 重 点分 析了加 载路 径# 填充 介质 以及 模具 的入 口圆 角半 径对 管 件 的 成形性 能的 影响 " 考 虑到 厚 度 方向 的 应 力 ! & 比轴 向 和 径 向 的 应 力小 得多 ! 故可 视 作为 平 面应 力 状 态" 依 据 /01-23454 屈服 准则 !等效 应力 应变 就可 写为 ’
摘 要# 分析 了传 统内 高 压成 形三 通 管的 成形 过程 #通 过理 论 分析 并结 合试 验 和模 拟进 行 比较 #对 比 得出 了 加载 路 径$ 填充 介 质以 及 模具 的 圆角 半 径 对内 高 压成 形 件的 壁 厚分 布 的 影响 # 对 工业 生 产 有实 际 指 导作 用% 关键 词# 机械 制造 &内高 压成 形&三 通管 &壁 厚&影 响因 素 中图 分类 号#?7(2 ’ 文献 标识 码#^
4 5 6 7 8 9 : $ 8; < = > ! ? @:A B C= D 9 EB @> :E@ F3G F9E HI :E @> J 5 I E B:H9E H=I 9 G > K:>9 9 I:>K L C FF9 K 9 $ ?@ :A BC = 0M*’ ’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
薄壁Y型三通管内高压成形及补料比的影响
由于管壁超薄，其成形难度主要在于沿轴向进行 补料时，在轴向力的作用下，如果内压不足，主管极 易发生失稳起皱，如图 3a 所示，尤其是 Y 型三通管 因补料比大，单侧补料量远大于 T 型三通管的内高压 成形，所以对起皱的控制更加困难。然而，提高成形 内压，支管顶部易因过度的减薄导致开裂发生，并且， 如果内压有波动或增压时机不当，管坯会在起皱后再 发生开裂，即两种缺陷同时存在，如图 3b 所示。本 文通过控制加载路径等综合技术措施，避免了起皱和 开裂缺陷，实现了该超薄 Y 型三通管的成形。
对补料比为 2.5，3，3.5，4 和 4.5 的实验件进行 壁厚测量，典型测点位置如图 7 所示。A 点为钝角侧 圆角中点，B 为锐角侧圆角中点，C 点为枝管顶部最 高点。G 点和 H 点为切掉枝管顶部后，三通管有效部 位支管对称面上的两个顶点，壁厚分布测试结果如图 8 所示。可见，在 A 点和 B 点壁厚均较大，随补料比 增加，A 点增厚最严重，当补料比为 3 时，A 点最大 增厚率达 64.9％。
Key words three-way tube internal high pressure forming hydroforming thin-walled tube
内压作用下等径三通的有限元分析
内压作用下等径三通的有限元分析姜运建;李文彬;冯砚厅;赵纪峰;王勇【摘要】针对如何确定电厂热力管道三通检验部位问题,应用ABAQUS软件对大型厚壁等径三通在受内压作用下的应力进行计算和分析,得到三通模型的应力分布规律,通过介绍某电厂三通的开裂检测情况验证了三通有限元分析的正确性,提出对三通进行无损检测时,应重点对肩部的内表面和腹部外表面进行检测.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】3页(P1-3)【关键词】有限元分析;三通;应力分析;ABAQUS【作者】姜运建;李文彬;冯砚厅;赵纪峰;王勇【作者单位】国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021【正文语种】中文【中图分类】TV311管道三通是一种从主管接出支管的管件，为管系载荷的集中部位，不仅承受内压，还往往受到弯矩、扭矩、轴向力的作用。
三通不仅是管道改向和物料分流的重要结构，而且是一种重要的柔性元件，能够有效地消除管系中因温差和安装尺寸偏差等原因造成的应力。
与管道中直管段相比，三通属于大开孔结构，存在几何形状不连续因素，在相贯线的拐角处会形成极大的应力集中[1]。
由于厚壁等径三通结构复杂，开孔直径大，主管和支管相贯造成结构不连续，使得其应力分布相当复杂，至今没有成熟的应力强度理论计算方法。
对于在比较重要的场合应用的管道三通，大多数是依靠有限元计算和试验等手段，得到其应力应变分布。
在实际的工程配管设计中，目前大直径的厚壁三通管还没有相应的设计、制造标准。
以下利用ABAQUS软件[2]，采用C3D4单元划分网格，对一大型厚壁(φ356 mm ×55 mm)等径三通进行有限元分析[3]。
基于有限元的三通管应力分析与强度评定
在建模上考虑到结构、外载及约束上的对称 性，采用了简化形式，建立了 1 ／ 4 模型，如图 1 所 示， 在网格划分上采用三维 20 节点六面体单元 solid 95，为了确 保计算 结果 的 精 确 度 ，网 格 应 尽 可能规整、均匀，为此整个模型网格通过一些处 理采用映射划分， 模型中共有 29487 节点， 共有 26688 单元，网格划分如图 2。 在工作温度 292℃， 管道材 料 E＝187GPa，泊 松 比 μ＝0．3，设 计 应 力 强 度 Sm＝123MPa。
4 结论
ASME Ⅷ-Ⅱ《美 国 压 力 容 器 规 范 分 析 》要 求 对计算部位的应力作详细计算，按应力性质影响 范围及分布状况将应力分为一次应力、二次应力 和峰值应力。 对于不同性质的应力给予不同的限 制条件。 由于三通所受载荷并非周期性载荷，故 会产生破坏影响的只是一次应力和二次应力，对 峰值应力的影响可以不考虑，因而只需满足如下 两项应力限制条件。 由材料在工作温度 292℃下 的设计应力强度为 Sm=123MPa，从表 2 可以看出：
/MPa
0
图6
-284
-568
（×10-2） -852 1.136 1.416
-142 -426 -71 -994 1.278
离 内 壁 的 距 离 /m
（a）路径 1 总应力分解结果
（×10-2） -384 -768 1.152 1.536 1.922 -192 -576 -96 1.344 1.728
离 内 壁 的 距 离 /m
第 三 强 度 理 论 等 效 应 力/Pa
采用PVC介质的三通管挤胀成形数值模拟
三通管在工业上的用途较为广泛，在空调制冷、机械、建材及轻工业等领域得到广泛使用。
三通管胀形主要通过在管件内部施加均匀分布的内压力并结合模具在管件外部施加的约束力，从而使材料发生塑性变形以达到成型目的。
内部压力可通过液体、弹性体或塑性体来传递。
目前，采用液压油作为压力介质的内高压三通管成形技术较为成熟，但是在管件的壁厚较厚或管径较小的情况下，该技术存在成形压力高，压力油的密封性要求高以及补料慢等原因而导致成形极限低的问题。
所以在小管径厚壁管的管件胀形技术中，如何提高成形极限成为管件胀形技术里面一个热门的研究方向。
本文采用PVC作为传力介质，对轴向加压和背压力进行优化，并对三通管的挤胀过程进行数值模拟，在坯料直径较小且长度较长的情况下取得了较好的成形效果。
１ 三通管挤胀成形过程以PVC棒材为介质的三通管挤胀成形过程为：分块式凹模的模腔中放置着管内已填充PVC棒材的管坯。
冲头的推进提供了压力使PVC棒膨胀并产生了垂直于管坯内壁向外的均匀内压力，受到模腔约束力和向外内压力的作用下材料进入初始塑性状态；随后在轴向冲头的进给下产生的轴向压力推动着毛坯端部，产生料流为凹模支管的凸起变薄补料。
当支管凸顶与背压冲头接触时，反压力作用于支管顶部，减缓顶部增高和变薄速率，直至成形结束。
２ 三通管挤胀成形数值模拟三通管挤胀过程是一种既包括材料非线性（应力与应变之间的非线性），又有几何非线性（应变与位移之间的非线性）的复杂力学过程。
ABAQUAS软件为数值模拟平台，针对三通管挤胀成形过程，在保证壁厚分布均匀前提下，以获得最大支管长度为优化目标，尝试确定最佳工艺参数。
在后期处理过程中，通满足条件下获得的最佳模拟结果。
２．１ 有限元模型建立（1）管坯材料为紫铜，选用各向同性硬化模型，管坯采用八结点线性六面体单元，以中性层建模。
相关参数：管坯外径20mm，长度为190mm，密度8900kg·m-3，杨氏模量124000MPa，泊松比0.31，屈服强度160MPa。
Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化
Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化梁晓辉;余心宏;王鑫;索小琳【摘要】A 3D elastic-plastic finite element model for Y-shape tube heating hydroforming was established based on Dynaform software environment. Taking the left/right puncher pin feed, setback quantity of the middle puncher pin and inner pressure as variances, a scheme for the orthogonal experiment was designed. With numerical simulation analysis method, the protrusion height and the minimum wall thickness of the three-way pipe in different loading path were obtained. The sequence of effects of various factors on the indexes is discussed. The optimized loading path were obtained by integrated balance method and was confirmed bye FEM. The results show that the forming quality of Y-shaped tube can be improved with this method.%基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.【期刊名称】《重型机械》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】5页(P69-73)【关键词】Y型三通管;内高压成形;数值模拟;正交实验;综合平衡法【作者】梁晓辉;余心宏;王鑫;索小琳【作者单位】西北工业大学材料学院,陕西西安 710072;西北工业大学材料学院,陕西西安 710072;西北工业大学材料学院,陕西西安 710072;西北工业大学材料学院,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TQ0180 前言管材内高压成形技术最早可以追溯到1940年的T型三通管成形［1］，与冲压相比，内高压成形不仅可以生产更高强度、高刚度的零件，还可以降低产品结构重量，节省材料，减少生产成本［2］。
管道受力分析(单通、双通、三通等)
管道受力分析管道受力分析目录：一、管道发展历史1、发展2、著名管道系统二、提出问题三、管道受力研究1、管道2、弯头3、三通四、小组分工五、总结六、参考文献管道受力分析关键字：管道受力一、管道发展历史管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。
管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。
管道作为物料输送的一种特殊设备在现代化工业生产和人民生活中起着很重要的作用，它就像人体中的血管一样，没有它，人的生命就不复存在。
1、“油气集输和储运”技术随着油气的开发应运而生。
早在我国汉代，蜀中人民就采用当地盛产的竹子为原料，去节打通，外用麻布缠绕涂以桐油，连接成“笕”，就是我们现在铺设的输气管线。
最早的一条原油输送管道，是美国于1865年10月在宾夕法尼亚州修建的一条管径50毫米长9756米从油田输送原油到火车站的管道，从此开始了管道输油工业。
但油气管道运输是从1928年电弧焊技术问世，以及无缝钢管的应用而得到发展和初具规模的。
管道输送技术的第一次飞跃是在第二次世界大战期间。
第二次世界大战以后，管道运输有了较大的发展。
2、目前世界上比较著名的大型输油管道系统有：（1）前苏联的“友谊”输油管道。
它是世界上距离最长、管径最大的原油管道，其北、南线长度分别为4412千米和5500千米，管径为426~1220毫米，年输原油量超过1亿吨，管道工作压力4.9~6.28兆帕。
（2）美国阿拉斯加原油管道。
其全长1287千米，管径1220毫米，工作压力8.23兆帕，设计输油能力1 亿吨／年。
（3）沙特阿拉伯的东-西原油管道。
其管径1220毫米，全长1202千米，工作压力5.88兆帕，输油能力1.37亿立方米／年。
（4）美国科洛尼尔成品油管道系统。
该管道系统干线管径为750~1020毫米，总长4613千米，干线与支线总长8413千米，有10个供油点和281个出油点，主要输送汽油、柴油、燃料油等100多个品级和牌号的油品。
三通管内高压成形过程仿真分析
三通管内高压成形过程仿真分析王世楠; 郑再象; 陆秋懿; 王辉; 刘龙婷; 王伟维【期刊名称】《《南方农机》》【年(卷),期】2019(050)019【总页数】2页(P52,86)【关键词】内高压成形; 仿真分析; 三通管【作者】王世楠; 郑再象; 陆秋懿; 王辉; 刘龙婷; 王伟维【作者单位】扬州大学机械工程学院江苏扬州225000【正文语种】中文【中图分类】TG3940 引言随着汽车、航空航天、医疗等行业的不断发展，零件结构轻量化、节约材料、降低成本等需求已经越来越重要。
而实现结构轻量化有3个主要途径：1）采用轻体材料，如铝合金、镁合金、钛合金等；2）采用高强度材料，如高强度钢等；3）采用先进制造工艺，如内高压成形技术、激光拼焊技术等[1]。
管件内高压成形是近年来塑性成形领域出现的一项新技术。
基于内高压成形的零部件具有减轻质量，提高强度和刚度，降低生产成本等优点，在汽车、航空航天等领域具有广阔的应用前景[2]。
用内高压成形技术生产的零件往往具有非轴对称的复杂外形,很难用理论分析法进行研究。
单纯用试错法得到需要的工艺参数，不仅需要大量的经费，而且开发周期长，影响经济效益[3]。
伴随着有限元技术（FEM）的发展，结合有限元技术研究管件成形工艺成为一种新趋势[4-5]。
1 内高压成形工艺原理及特点内高压成形工艺是在传统液压胀形工艺的基础上发展而来的。
成形过程主要分为3个阶段。
1）充填阶段：将管件放在模具内并合模，然后向内部充填液体介质，并且由两端的冲头密封；2）成形阶段：继续向管内填充液体介质，使管件胀形，同时两端的冲头向内进行补料，此时除了过渡区域外已大致成形；3）整形阶段：继续提高压力，使得过渡区域成形完整。
具体成形原理如图1所示。
图1 内高压成形原理图此工艺具有两个主要特点。
1）仅需要凹模或凸模，高压液体作为相对应的凸模或凹模，可降低生产成本。
2）压力可控性，高压油对管件的内压可由液压系统实施控制，确保了工艺参数尽可能符合预定值，提高加工精度。
压力管道挖孔三通强度计算书
压力管道挖孔三通强度计算书引言：压力管道挖孔三通是一种常见的管道连接件，用于连接不同方向的管道，以实现流体的转向。
在设计和施工过程中，需要对压力管道挖孔三通的强度进行计算，以确保其在使用过程中能够承受压力和外力的作用，保证管道系统的安全运行。
一、压力管道挖孔三通的基本结构和工作原理压力管道挖孔三通由进口、出口和分支组成，其主要功能是实现管道流体的转向。
在工作过程中，流体从进口进入三通，通过分支流向出口，实现了管道流动方向的改变。
二、压力管道挖孔三通的强度计算方法1. 受力分析：对挖孔三通进行受力分析，确定主要承受压力和外力作用的部位。
2. 应力计算：根据受力分析结果，采用适当的应力计算方法，计算挖孔三通各部位的应力大小。
3. 强度评定：将计算得到的应力值与材料的强度指标进行比较，评定挖孔三通的强度是否满足设计要求。
4. 安全系数：根据设计要求和工程实际情况，确定适当的安全系数，以确保挖孔三通在使用过程中的安全性。
三、压力管道挖孔三通强度计算案例分析以某工程项目为例，管道系统中需要使用挖孔三通进行流体转向。
根据设计要求和工程实际情况，进行受力分析和应力计算，得出挖孔三通的应力值及其与强度指标的比较结果。
通过评定强度和安全系数，确认挖孔三通的使用安全性。
四、结论通过对压力管道挖孔三通的强度计算，可以评估其能否承受压力和外力的作用，保证管道系统的安全运行。
在设计和施工过程中，应严格按照相关标准和规范进行计算和评定，确保挖孔三通的强度满足设计要求。
同时，需要注意材料的选择和安全系数的确定，以提高挖孔三通的使用寿命和安全可靠性。
结束语：压力管道挖孔三通的强度计算是保证管道系统安全运行的重要环节。
通过合理的受力分析、应力计算和强度评定，可以确保挖孔三通的使用安全性。
在实际工程中，需要严格按照相关要求进行计算和评定，并加强材料选择和安全措施，以提高管道系统的安全性和可靠性。
通过科学的计算和合理的设计，我们可以保证压力管道挖孔三通在使用过程中的稳定性和可靠性，为工程的顺利运行提供保障。
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摘 要 ： 内高压成 形 三通 管过程 中最 大 内压 的影响 为研 究 目标 ， 用有 限元分析 软件 以 采
Ｍ Ｃ Ｍａ Ｓ ． ｒ 成形 零 件 的基 本 变形 特征 和 壁 厚 分布 规 律 进行 了分 析 ． 出 了不 同 最 大 ｃ对 给 内压力 下零件 的壁 厚 分布规 律 ， 并就 最 大压 力 对成 形 的 影 响进 行 了讨 论 ． 析 表 明 ， 分 最
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第 ２６卷 第 ５期
沈 阳 理 工 大 学 学 报
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但 成 形空 心变 截 面轻 体 构 件 的 塑性 加 工 技 术 ， 以空 状 简单 的 管 路 配 件 ， 零 件 精 度 不 高 ， 形 压 力 是 ０ ＭＰ ｌ ． 随 心管坯 为加 工对 象 ， 高 压 液 体 代 替 传 统 生 产 中 小于 ３ ａ 】 近 年 来 ， 着 冰 箱 和空 调 等 家 电 用 的刚 性 冲 头 ， 产 轻 体 结 构 件 的 一 种 成 形 工 的快 速发展 ， 为 冰 箱 和 空 调 冷 凝 器 配 套 件 的铜 生 作
文章 编 号 ：０ ３—１５ （０ ７ ０ ０ ２ —０ １０ ２ １ ２ ０ ） ５— ０ １ ４
内压 力对 内高 压成 形 三 通 管 影 响 的数 值 分 析
梁 海 成 王 忠堂 袁 安 营 张 士 宏 ， ， ，
（ ． 阳理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程学 院 ， 宁 沈 阳 １０６ ；． 科 院 金 属研 究 所 ） １沈 辽 １１ ８２ 中
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大 内压 的选取 对 内高压成 形三通 管 有重要 的影 响． 对成 形 文 中三 通 管 ，５９ Ｐ ７ －０Ｍ ａ的最
大ห้องสมุดไป่ตู้ 力值 是 成形 的合理 范 围．
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词： 内高压成 形 ； 三通 管 ； 内压 力 文 献标识 码 ： Ａ
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