脈動(dòng)液壓脹形技術(shù)

本書(shū)是講解脈動(dòng)液壓脹形技術(shù)的成形機(jī)理及變形規(guī)律的專(zhuān)業(yè)著作。重點(diǎn)闡述不銹鋼管材在脈動(dòng)液壓成形時(shí)的塑性硬化規(guī)律、動(dòng)態(tài)摩擦特性、組織結(jié)構(gòu)演變、起皺規(guī)律等，以及AZ31B鎂合金板在脈動(dòng)液壓加載方式下的成形規(guī)律。

主要內(nèi)容包括脈動(dòng)液壓脹形技術(shù)概況、脈動(dòng)液壓脹形試驗(yàn)系統(tǒng)、管材脈動(dòng)液壓脹形的變形規(guī)律、管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的成形極限圖、管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的動(dòng)態(tài)摩擦特性、管材脈動(dòng)液壓脹形的皺紋類(lèi)型判別、脈動(dòng)液壓加載時(shí)管材軸壓脹形的起皺規(guī)律、管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的塑性硬化規(guī)律、脈動(dòng)液壓加載下管材的徑壓脹形，以及鎂合金板材脈動(dòng)液壓脹形的變形規(guī)律等。

本書(shū)可為從事先進(jìn)制造技術(shù)、精密塑性成形、材料加工工程及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員提供幫助，也可供以上專(zhuān)業(yè)的研究生學(xué)習(xí)參考。

第1章緒論001

1.1液壓脹形技術(shù)001

1.1.1管材液壓脹形技術(shù)001

1.1.2板材液壓脹形技術(shù)003

1.1.3殼體液壓脹形技術(shù)004

1.2管材脈動(dòng)液壓脹形技術(shù)005

1.2.1研究現(xiàn)狀006

1.2.2科學(xué)問(wèn)題009

1.3鎂合金板液壓脹形技術(shù)011

第2章脈動(dòng)液壓脹形試驗(yàn)系統(tǒng)014

2.1概述014

2.2脈動(dòng)液壓加載曲線014

2.3液壓及脈動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.3.1液壓產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.3.2脈動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.4液壓脹形試驗(yàn)裝置018

2.4.1管材自然脹形018

2.4.2管材軸壓脹形019

2.4.3管材徑壓脹形021

2.4.4板材液壓脹形022

2.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)024

2.5.1力和位移檢測(cè)024

2.5.2變形數(shù)據(jù)采集024

第3章管材脈動(dòng)液壓脹形的變形規(guī)律028

3.1概述028

3.2軸向壁厚分布及最大減薄率028

3.2.1軸向壁厚分布029

3.2.2最大減薄率031

3.3軸向輪廓形狀及最大脹形高度032

3.4應(yīng)變變化規(guī)律034

第4章管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的成形極限圖036

4.1概述036

4.2管材成形極限圖的研究現(xiàn)狀036

4.3管材液壓脹形成形極限試驗(yàn)研究038

4.3.1試驗(yàn)管材038

4.3.2應(yīng)變狀態(tài)的產(chǎn)生038

4.3.3液壓脹形試驗(yàn)過(guò)程039

4.4脈動(dòng)液壓對(duì)成形極限圖的影響040

第5章管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的動(dòng)態(tài)摩擦特性045

5.1概述045

5.2摩擦系數(shù)測(cè)量方法的研究現(xiàn)狀045

5.3接觸壓強(qiáng)和摩擦系數(shù)的測(cè)量原理及方法046

5.3.1接觸壓強(qiáng)與液體壓強(qiáng)的關(guān)系式046

5.3.2導(dǎo)向區(qū)摩擦系數(shù)的測(cè)量方法047

5.3.3導(dǎo)向區(qū)摩擦系數(shù)的分析思路048

5.4接觸壓強(qiáng)及摩擦測(cè)量試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)過(guò)程048

5.4.1測(cè)量試驗(yàn)系統(tǒng)048

5.4.2測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程051

5.5脈動(dòng)液壓對(duì)接觸壓強(qiáng)及摩擦系數(shù)的影響052

5.5.1接觸壓強(qiáng)與液體壓強(qiáng)的關(guān)系052

5.5.2脈動(dòng)液壓對(duì)摩擦系數(shù)的影響054

第6章管材脈動(dòng)液壓脹形的皺紋類(lèi)型判別058

6.1概述058

6.2管材液壓成形中起皺的研究現(xiàn)狀058

6.3管材液壓脹形時(shí)皺紋類(lèi)型的判別059

6.3.1幾何判別式059

6.3.2力學(xué)判別式062

6.4管材軸壓脹形試驗(yàn)研究064

6.4.1試驗(yàn)條件064

6.4.2試驗(yàn)過(guò)程065

6.5皺紋類(lèi)型預(yù)測(cè)結(jié)果討論與分析065

6.5.1試件的壁厚分析065

6.5.2皺紋類(lèi)型判據(jù)的驗(yàn)證066

6.5.3皺紋類(lèi)型預(yù)測(cè)方法對(duì)比067

第7章脈動(dòng)液壓加載時(shí)管材軸壓脹形的起皺規(guī)律069

7.1概述069

7.2皺紋的演變過(guò)程069

7.3起皺程度的評(píng)估071

7.4脈動(dòng)液壓對(duì)起皺的影響072

7.4.1脈動(dòng)振幅的影響072

7.4.2脈動(dòng)頻率的影響073

7.5管材軸壓脹形時(shí)皺紋的控制與利用074

7.5.1皺紋類(lèi)型路徑分布圖的創(chuàng)建074

7.5.2起皺程度與成形參數(shù)的關(guān)系075

第8章管材脈動(dòng)液壓脹形時(shí)的塑性硬化規(guī)律079

8.1概述079

8.2管材塑性硬化規(guī)律的研究現(xiàn)狀079

8.3管材的等效應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的構(gòu)建思路080

8.4管材液壓脹形時(shí)應(yīng)力和應(yīng)變方程式082

8.4.1軸向輪廓子午向和環(huán)向應(yīng)力082

8.4.2軸向輪廓形狀曲線084

8.4.3等效應(yīng)變及等效應(yīng)力085

8.5管材自然脹形試驗(yàn)研究086

8.5.1試驗(yàn)系統(tǒng)086

8.5.2試驗(yàn)條件086

8.6管材的等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析087

8.6.1等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線的對(duì)比087

8.6.2脈動(dòng)液壓的影響分析090

第9章脈動(dòng)液壓加載下管材的徑壓脹形093

9.1概述093

9.2管材徑壓脹形的研究現(xiàn)狀093

9.3管材徑壓脹形的試驗(yàn)研究094

9.4管材徑壓脹形的變形規(guī)律095

9.4.1兩種液壓加載方式下的成形性對(duì)比095

9.4.2脈動(dòng)液壓對(duì)成形性的影響096

9.5液壓加載方式對(duì)微觀組織的影響098

9.5.1金相檢測(cè)試驗(yàn)098

9.5.2微觀組織的對(duì)比098

9.5.3脈動(dòng)液壓的影響100

9.6管材成形性提高的微觀機(jī)理101

第10章鎂合金板材脈動(dòng)液壓脹形的變形規(guī)律104

10.1概述104

10.2鎂合金板材液壓脹形的研究現(xiàn)狀104

10.3鎂合金板材脈動(dòng)液壓脹形試驗(yàn)方法105

10.3.1試驗(yàn)條件105

10.3.2試驗(yàn)過(guò)程106

10.3.3尺寸測(cè)量106

10.4鎂合金板材液壓脹形的模擬方法108

10.5兩種液壓加載方式下的成形性對(duì)比109

10.5.1最大脹形高度110

10.5.2試件壁厚分布111

10.6脈動(dòng)液壓參數(shù)對(duì)鎂合金板材成形性的影響113

10.6.1對(duì)最大脹形高度的影響113

10.6.2對(duì)最小壁厚的影響114

10.7鎂合金板材脈動(dòng)液壓脹形的破裂形態(tài)116

10.7.1線性液壓加載時(shí)的破裂狀態(tài)116

10.7.2脈動(dòng)液壓加載時(shí)的破裂狀態(tài)117

第11章研究結(jié)論與技術(shù)展望121

11.1研究結(jié)論121

11.1.1管材脈動(dòng)液壓脹形的研究121

11.1.2鎂合金板材脈動(dòng)液壓脹形的研究125

11.2技術(shù)展望125

附錄符號(hào)表127

參考文獻(xiàn)132 2100433B

1、本書(shū)是講解脈動(dòng)液壓脹形技術(shù)的成形機(jī)理及變形規(guī)律的專(zhuān)業(yè)著作。

2、重點(diǎn)闡述了不銹鋼管材在脈動(dòng)液壓成形時(shí)的塑性硬化規(guī)律、動(dòng)態(tài)摩擦特性、組織結(jié)構(gòu)演變、起皺規(guī)律等。

3、著重闡述了AZ31B鎂合金板在脈動(dòng)液壓加載方式下的成形規(guī)律。

楊連發(fā)，男，1965年生，漢族，貴州黎平人，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師。1986年、1989年分別從哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)士、碩士畢業(yè)，2006年從西安交通大學(xué)博士畢業(yè)?，F(xiàn)在桂林電子科技大學(xué)工作。

2005~2006年曾赴日本橫浜國(guó)立大學(xué)、日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)作訪問(wèn)學(xué)者，2015年曾赴加拿大麥克瑪斯特大學(xué)作高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者。

主要研究領(lǐng)域?yàn)橐簤撼尚渭夹g(shù)、塑性加工及裝備、模具CAD/CAM/CAE技術(shù)等。

2014年以來(lái)，先后主持國(guó)*家*級(jí)、省部級(jí)科研課題十余項(xiàng)；在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文34篇，其中27篇被SCI、EI收錄；擁有國(guó)家授權(quán)專(zhuān)利30項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利14項(xiàng)。

其工作原理為，由乳化液泵來(lái)的乳化液經(jīng)過(guò)手動(dòng)閥后，分成二路，分別經(jīng)過(guò)減壓閥供給葉片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和機(jī)體旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。液壓葉片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)通風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生定常射流；同時(shí)風(fēng)機(jī)體旋轉(zhuǎn)，在其周?chē)D(zhuǎn)化成環(huán)繞脈動(dòng)風(fēng)流。脈動(dòng)風(fēng)流的風(fēng)量和脈動(dòng)頻率可通過(guò)液壓控制閥組實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

該通風(fēng)機(jī)主要特性：

（1）乳化液動(dòng)力源和抗靜電和阻燃工程塑料葉輪，具有可靠的無(wú)火花防爆性能，可在有礦井瓦斯或可燃?xì)怏w爆炸危險(xiǎn)的通風(fēng)工程中使用；

（2）液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)葉輪和機(jī)體，產(chǎn)生雙旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)射流，不僅有效射程長(zhǎng)，沖淡瓦斯的擴(kuò)散系數(shù)高，而且還有對(duì)瓦斯倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的柔性排放效應(yīng)等特性，特別適合于采煤工作面上隅角瓦斯積聚的有效治理或類(lèi)似的目的；

（3）網(wǎng)式開(kāi)放與螺式封閉巧妙結(jié)合的防護(hù)籠體，不僅提高了脈動(dòng)通風(fēng)的效果，而且對(duì)作業(yè)人員的安全和健康具有保護(hù)作用 。

脈動(dòng)通風(fēng)技術(shù)就是利用風(fēng)流的紊流擴(kuò)散系數(shù)與風(fēng)流脈動(dòng)特性相關(guān)的理論，研制的一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理且實(shí)用的脈動(dòng)風(fēng)機(jī)。在正常通風(fēng)風(fēng)流中疊加脈動(dòng)風(fēng)流，從而增加風(fēng)流的紊流擴(kuò)散系數(shù)，提高風(fēng)流驅(qū)散局部積聚瓦斯的能力，從根本上解決回采工作面上隅角瓦斯積聚問(wèn)題。

針對(duì)脈動(dòng)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的特殊安全要求，在其動(dòng)力方面考慮采用氣壓或液壓作為動(dòng)力源。由于綜采工作面都有配套的乳化液泵站，因此對(duì)于綜采工作面確定采用高壓乳化液作為動(dòng)力源，這樣也可簡(jiǎn)化通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)。在葉輪材質(zhì)方面，選用具有抗靜電和阻燃性能的高強(qiáng)度工程塑料 。

脈動(dòng)流速有大有小，有正有負(fù)，為了比較不同點(diǎn)水流脈動(dòng)的強(qiáng)弱，常用脈動(dòng)流速的均方根來(lái)表示，稱(chēng)脈動(dòng)強(qiáng)度。