双层异质金属波纹管液压胀形过程变形协调机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51405386
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In hydroforming of bi-layered metal bellows with different materials, the structural characteristic and material inhomogeneity cause significant constraint effects and complicated stress states, and thus sensitively reduce to failures, such as excessive thickness thinning, wrinkling and bursting, etc. Therefore, investigating on deformation compatibility mechanism and failures control are the fundamental key problems for realizing precision forming. The project aims to establish a finite element model for the hydroforming process with considering the constraint effects. Based on the model, the stress and strain constraint effects between the two layers and the deformation compatibility mechanism are addressed. Further, failure modes are analyzed and indices are proposed to evaluate forming quality of the formed bellow. By carrying out influence studies on the failure indices, multi-objective optimization for the process parameters is implemented to obtain the stable deformation zone and finally realize the failures control. The study plays a fundamental role in enriching and developing of the precision hydroforming technology, and also provides a guideline for precision hydroforming of the bi-layered metal bellows with different materials used for aerospace and aviation.
双层异质金属波纹管液压胀形过程中“双层”结构特性和“异质”材料特性导致各层管材约束效应显著,应力状态复杂,极易出现材料过度减薄、起皱、破裂等缺陷,因此研究材料变形协调机制、进行成形缺陷控制是实现精确成形的关键基础问题。本项目通过建立考虑约束效应的双层异质金属波纹管液压胀形全过程有限元仿真模型,研究成形过程各层材料的应力、位移约束效应,揭示各层材料的变形协调机制;在此基础上,分析变形协调失效形式和缺陷产生的原因,提炼成形缺陷评估指标;开展工艺研究和多目标优化计算,获得稳定成形区间并实现缺陷的控制。为丰富和发展双层异质金属波纹管精确成形技术奠定基础,并可为航空航天用双层异质金属波纹管精密制造提供依据。

结项摘要

双层异质金属波纹管具有高补偿能力、耐高压、耐高低温、可用于特殊工况等优点的弹性元件,广泛应用于航空、航天、石油、电力、化工等工业领域。而液压胀形是实现该类零件精确化、柔性化、高效率的重要成形制造技术。本项目以双层异质金属波纹管成形过程为主要研究对象,采用计算机数值模拟并与理论分析和试验研究相结合的研究方法,获得了与波纹管液压成形过程应力状态接近一致的筒材双向应力应变关系,以此作为开展波纹管液压胀形过程仿真分析的基础,通过对比研究不锈钢、高温合金四种材料,多种规格波纹管液压胀形过程,通过对比单层、双层同质、双层异质波纹管应力应变分布、壁厚变化、轮廓变化,揭示了波纹管成形特征,揭示了工艺参数、材料参数、几何参数对成形质量(壁厚减薄率、胀形高度、壁厚不均匀度、回弹后波高/波距变化量)的影响规律,开展了工艺参数优化研究,获得了优化的加载路径,基于仿真分析了波纹管起皱、破裂等缺陷出现的原因,提出了评估缺陷的量化指标,获得了稳定的成形窗口,加工出了合格的试验样件,验证了研究成果的有效性,为后续生产提供了参考和借鉴。研究成果在本领域著名期刊IJAMT、中国有色金属学报、塑性工程学报等发表期刊论文6篇(其中SCI期刊1篇,EI论文1篇)并在国内国际会议上发表会议论文2篇;申请发明专利1项,实用新型专利1项。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
层数对不锈钢波纹管液压胀形影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    重型机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘静;王有龙;李兰云;李霄
  • 通讯作者:
    李霄
厚壁钛管轴向压缩塑性的应力−应变关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘 静;李兰云;李 霄;李渊博
  • 通讯作者:
    李渊博
Springback behaviors of bi-layered non-homogeneous bellows in hydroforming
双层非均质波纹管液压成形的回弹行为
  • DOI:
    10.1007/s00170-017-0642-1
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Liu, Jing;Liu, Yang;Li, Xiao
  • 通讯作者:
    Li, Xiao
工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形回弹影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    锻压技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘静;王有龙;李兰云;李霄
  • 通讯作者:
    李霄
工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    塑性工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘静;王有龙;李兰云;李霄
  • 通讯作者:
    李霄

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其他文献

回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响
  • DOI:
    10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.015
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    金属热处理
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王贞;刘静;黄峰;毕云杰;柯书忠
  • 通讯作者:
    柯书忠
加热源对38CrMoAl钢氮化层组织及性能的影响
  • DOI:
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.06.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯治国;赵驯峰;刘静
  • 通讯作者:
    刘静
卵巢癌患者术后阴道微生态分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国微生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张伟;孙莉;胡丽庆;王微微;侯伟伟;刘静;商安全
  • 通讯作者:
    商安全
U-N表面的初始氧化行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Materials
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    李芳芳;胡殷;刘静;刘柯钊
  • 通讯作者:
    刘柯钊
血清碱性磷酸酶水平预测维持性血液透析患者冠状动脉钙化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    南京医科大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭静;曾鸣;张浩;王军;盛燕辉;刘静
  • 通讯作者:
    刘静

其他文献

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刘静的其他基金

电辅助双层异型波纹管液压胀形变形协调机制及缺陷控制
  • 批准号:
    51875456
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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