DN25薄壁不锈钢管卡压机制研究.PDFVIP

第２７卷第１期 江苏科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．１ ２０１３年２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｆｅｂ．２０１３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１３．０１．０１１ ＤＮ２５薄壁不锈钢管卡压机制研究 张　建，唐文献，吴爱胜，李先启，钟　飘，朱　文 （江苏科技大学 机电与汽车学院，江苏 张家港２１５６００） 摘　要：薄壁不锈钢管卡压式连接在工程建设中应用广泛，但对卡压机制研究较少．以ＤＮ２５薄壁不锈钢管为对象，采用实 体壳单元模拟钢管和等径接头、刚体模拟卡钳，并考虑卡压过程中材料非线性、边界非线性和几何非线性，对钢管卡压过程 进行了数值模拟和试验验证，最后研究摩擦系数、钳口卡刃宽度和钢管材料对钢管卡压性能的影响．结果表明，计算结果和 试验结果具有良好的一致性，Ｕ形槽外侧变形量高于内侧；钳口阻力受钳口－接头摩擦系数影响较大，减小该摩擦系数较 有利于减小最大阻力矩和增加管件塑性变形；钳口阻力变化受卡刃宽度影响很小，但 Ｕ形槽内侧对卡刃宽度变化比较敏 感，增加钳口卡刃宽度有利于减小Ｕ形槽内、外侧塑性变形区域的最终尺寸差异；钢管屈服强度越高，钳口所受的阻力和管 材平均回弹量越大，进行卡压工具设计时需考虑材料的差异． 关键词：不锈钢管；卡压式连接；卡压机制；数值模拟 中图分类号：ＴＧ３７，ＴＵ８１　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７３－４８０７（２０１３）０１－００４３－０５ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｒｅｓｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＤＮ２５ｌｉｇｈｔ ｇａｕｇｅｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｔｕｂｅ ＺｈａｎｇＪｉａｎ，ＴａｎｇＷｅｎｘｉａｎ，ＷｕＡｉｓｈｅｎｇ，ＬｉＸｉａｎｑｉ，ＺｈｏｎｇＰｉａｏ，ＺｈｕＷｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈａｎｇｊｉａｇａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１５６００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｇｈｔｇａｕｇｅｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｔｕｂｅｐｒｅｓｓｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｒｅ ｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｈａｓｂｅｅｎｒａｒｅｌｙｒｅｐｏｒｔｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ＤＮ２５ｌｉｇｈｔｇａｕｇｅｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌｔｕｂｅｉｓｔａｋａｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｃｏｎｔｉｎｕｕｍｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｕｂｅａｎｄｉｔｓｊｏｉｎｔ，ｒｉｇｉｄｂｏｄｙｉｓ ｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｐｒｅｓｓｉｎｇｔｏｏｌ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ，ｂｏｕｎｄ ａｒｙｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｄｕｒｉｎｇｐｒｅｓｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ， ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｊａｗｓｉｚｅａｎｄｔｕｂｅｍａｔｅｒｉａｌｏｎｔｈｅｐｒｅｓｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＵｇｒｏｏｖｅ ｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｎｓｉｄｅ．Ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｊａｗａｎｄｊｏｉｎｔｈａｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｊａｗｒｅｓｉｓｔ ａｎｃｅ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｊａｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｊａｗｓｉ