【摘 要】
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随着汽车、海运、轨道和飞机运输业,对开展轻量化与节能化发展的高度关注和推动,铝合金挤压型材料已成为这些产业的最主要基础材料。用于塑性成形的大型金属壁板存在不可避免的几何以及性能波动,显著增加复杂薄壁件塑性成形中变形的复杂性,导致成形质量及成形极限下降,极大制约了大型薄壁件的精确成形。同时,对于大尺寸的扁挤压筒的设计制作工艺与世界先进水平相比还存在一定的差距。本文针对多层扁挤压筒结构圆弧过渡处容易出
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（51605007）; 安徽省自然科学基金（1708085QE126）
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随着汽车、海运、轨道和飞机运输业,对开展轻量化与节能化发展的高度关注和推动,铝合金挤压型材料已成为这些产业的最主要基础材料。用于塑性成形的大型金属壁板存在不可避免的几何以及性能波动,显著增加复杂薄壁件塑性成形中变形的复杂性,导致成形质量及成形极限下降,极大制约了大型薄壁件的精确成形。同时,对于大尺寸的扁挤压筒的设计制作工艺与世界先进水平相比还存在一定的差距。本文针对多层扁挤压筒结构圆弧过渡处容易出现应力集中及存在的制造装配困难等问题,基于未裂先分思想提出了一种新型的扁挤压筒结构:通过将整体式扁挤压筒沿长轴进行剖分,不仅能有效降低扁挤压筒圆弧处的应力集中现象,还能解决扁挤压筒壁加工困难问题;通过钢丝缠绕代替外层预应力环对内层筒体进行预紧,能显著降低挤压筒的装配难度。本文研究和设计了一种钢丝缠绕预应力剖分式扁挤压筒结构,并通过有限元方法对整体式和剖分式预应力钢丝缠绕扁挤压筒进行对比分析,同时还研究了不同的预紧方式和钢丝缠绕直径及层数对剖分式扁挤压筒应力和尺寸稳定性的影响,旨在为壁板生产工艺参数的调整、扁挤压筒结构优化设计提供可靠的理论依据。本文研究的主要内容及结论如下:（1）对扁挤压筒进行理论分析,完成了扁挤压筒的结构模型向力学模型的转换。同时阐述了缠绕筒比整体筒在承载能力上有着较大优势。（2）对过盈配合的组合式挤压筒进行模拟分析,发现过盈配合的挤压筒,在工作状态下的应力承受方面,相较于无过盈配合挤压筒,具有更好的表现。通过有限元软件验证了钢丝缠绕挤压筒的预紧效果,并对挤压筒进行了结构优化设计和分析。（3）针对不同层数和直径的钢丝缠绕扁挤压筒进行了有限元计算,分析研究了钢丝缠绕层数和钢丝直径对应力影响的规律,在一定范围内,多层数、大直径的钢丝有利于提高挤压筒的承载能力。图[36]表[6]参[86]
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