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第1章 球形容器的无模液压胀形原理与典型结构1

1.1 无模胀球原理与胀前多面壳体结构1

1.1.1 无模胀球的特点1

1.1.2 胀前多面壳体结构2

1.2 封闭壳体无模液压胀球力学原理4

1.2.1 封闭壳体受内压时力的平衡方程4

1.2.2 封闭壳体受内压时的屈服方程6

1.2.3 球壳与柱壳承压能力计算6

1.2.4 壳体液压胀形过程中的趋球原理7

1.3 32面足球式壳体的无模液压成形8

1.4 近足球状封闭壳体无模液压胀形11

1.4.1 壳体结构设计11

1.4.2 成形过程、应变及壁厚变化12

1.4.3 型面变化及尺寸16

1.4.4 典型点的应力轨迹16

1.4.5 焊缝厚度对成形的影响19

1.4.6 切角大小对成形的影响20

1.5 单曲率单层壳体的无模液压胀形22

1.5.1 壳体结构22

1.5.2 多面壳体法向挠度22

1.5.3 多面壳体胀形前后壁厚分布23

1.5.4 多面壳体胀形过程中的应变变化26

1.5.5 多面壳体胀球后的不圆度和棱角度27

1.5.6 桔瓣式单曲率多面壳体胀形的仿真分析29

第2章 胀球前壳体结构设计33

2.1 平板类壳体结构设计33

2.2 单曲率壳体的结构设计35

2.2.1 赤道带为椭圆柱面壳的桔瓣式单曲率多面壳体35

2.2.2 圆柱面壳体的桔瓣构造44

2.2.3 圆柱面和椭圆柱面形拼瓣对多面壳体胀形过程的影响51

2.2.4 内接椭球面的三带桔瓣式单曲率多面壳体52

第3章 双层球形容器的无模液压胀形62

3.1 双层无间隙球形容器无模液压胀形62

3.1.1 双层球形容器整体液压胀形工艺的基本原理62

3.1.2 双层壳体的结构和胀形实验63

3.1.3 内外层壳体的应力应变分布及壳体的变形特点68

3.1.4 双层球壳胀后的壁厚72

3.1.5 双层球壳的夹层间隙75

3.2 有间隙双层球形容器无模液压胀形81

3.2.1 壳体结构及材料81

3.2.2 实验流程与加载方式82

3.2.3 胀形时的应变分布规律82

3.2.4 胀形后壳体尺寸86

第4章 不等厚球形容器的无模液压胀形87

4.1 不等厚球形容器胀球结构及实验87

4.2 不等厚球形容器胀形时的塑性变形规律91

4.3 不等厚球形容器胀形时曲率半径的变化92

4.3.1 球瓣中心线上各点和焊缝线上各点的曲率半径92

4.3.2 卸载前后的曲率半径变化及回弹95

4.4 不等厚球形容器各带的材料匹配优化97

4.4.1 各带材料的正交设计97

4.4.2 材料匹配优化后壳体各部分塑性变形规律99

4.4.3 材料匹配优化前后壳体应变变化比较100

4.4.4 材料匹配优化后壳体成形过程中壳体的曲率半径变化102

第5章 椭球形容器的无模液压胀形107

5.1 椭球形容器的应用领域107

5.2 椭球壳体的应力特点及胀形压力109

5.2.1 椭球壳体应力特点及轴长比的影响109

5.2.2 椭球壳体应力分布的图形表示112

5.2.3 内压椭球壳体塑性变形的发生部位分析115

5.2.4 椭球壳体的胀形压力116

5.3 椭球壳体内压胀形实验117

5.3.1 实验过程描述及典型点的位移变化117

5.3.2 壳体的应变分布118

5.3.3 壳体的应力分布123

5.3.4 壳体的壁厚及长短轴变化126

5.4 塑性变形规律及典型点应力轨迹128

5.4.1 塑性变形的发生部位及扩展过程128

5.4.2 典型点的加载轨迹130

5.5 封闭壳体液压胀形的起皱分析134

5.5.1 失稳的分类和一般判据134

5.5.2 单曲率壳体胀形时的起皱分析135

5.5.3 圆板成对无模液压胀形时的起皱分析138

第6章 环壳的无模液压胀形141

6.1 胀形原理及工艺过程141

6.2 胀前壳体结构设计及胀形压力计算141

6.2.1 胀形前壳体结构141

6.2.2 胀形压力计算144

6.3 环壳无模液压胀形实验145

6.3.1 壳体尺寸及测点布置145

6.3.2 应变变化规律146

6.3.3 壁厚分布146

6.3.4 位移与几何形状148

6.3.5 环壳成形起皱分析148

6.4 环壳初始结构对成形的影响150

6.4.1 环壳结构对应变的影响150

6.4.2 不同初始结构环壳的成形154

第7章 壳体内约束无模液压胀形156

7.1 等边双圆锥台壳体的内约束胀形156

7.1.1 等边双圆锥台壳体自由胀形时的受力分析156

7.1.2 多节圆锥台壳体自由胀形时的受力分析157

7.1.3 内加圆环约束的等边双圆锥台壳体胀形实验研究159

7.2 中心限位椭球壳体的内约束胀形161

7.2.1 实验过程162

7.2.2 椭球胀形前后形状变化163

7.2.3 胀形过程中的应变分布规律164

第8章 无模液压胀形技术在液化气球形储罐及常压容器与建筑装饰制品中的应用167

8.1 200m3液化气球罐的无模液压胀形167

8.1.1 200m3液化气球罐研制中解决的关键技术167

8.1.2 角变形宽板拉伸实验168

8.1.3 焊接工艺对接头塑性的影响171

8.1.4 带角变形宽板拉伸的塑性变形规律176

8.1.5 200m3液化气球罐胀后安全性184

8.2 无模液压胀形应用实例188

参考文献191