[发明专利]简单压力容器深拉成型封头材料选择方法及封头成型工艺

权利要求书

1.一种简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)利用材料单向拉伸试验获取真实应力应变曲线；

(2)利用成型极限图试验绘制FLD成型极限图；

(3)通过输入材料的参数并应用有限元方法来计算不过规格简单压力容器的成型深度。

2.根据权利要求1所述的简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，步骤(1)中，按照试样要求将试验材料加工成板条形试样，启动试验机，输出名义应力-名义应变曲线：

式中，σ_true为真实应力；

ε_true为真实应变；

σ_nom为名义应力；

ε_nom为名义应变；

根据名义应力-名义应变与真实应力-真实应变关系绘制真实应力-真实应变曲线。

3.根据权利要求1所述的简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，步骤(2)包括如下步骤：

(2.1)成型极限图试验：制作试件，选择适配的凸模，在试件的一侧表面印制网格圆，利用压力边紧拉深拉筋外的试验材料，试样在凸模的作用下形成凸包，当凸包某个局部才生缩颈或者破裂时，凸模停止移动，测量缩颈或者破裂区附近的网格圆长轴和短轴尺寸，由此计算材料允许的极限主应变量(e₁，e₂)；

(2.2)绘制FLD成型极限图

(a)改变试样与凸模接触面间的润滑条件，用来测量成型极限图的双拉变形区(e₁＞0，e₂＞0)，若在试样和凹模之间放置适配的橡胶垫可以接近于等双拉应变状态，即e₁＝e₂；

(b)采用不同宽度的试样，用来测定成型极限图的拉压变形区(e₁＞0，e₂≤0)；

以表面应变e₂为横坐标、表面应变e₁为纵坐标建立表面应变坐标系，根据散点图采用合适的曲线连接即为成型极限图。

4.根据权利要求3所述的简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，通过成型极限图试验来获得的成型极限图过程中，绘制材料的成型极限图最少需要8组不同规格试样，每组试样至少3件。

5.根据权利要求1所述的简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，步骤(3)中，将材料的性能参数输入有限元软件中计算，根据封头表面的最大主应力和最小主应力，结合FLD成型极限图，或输入FLD损伤判据，得到不同规格简单压力容器的最大成型深度。

6.根据权利要求5所述的简单压力容器深拉成型封头材料选择方法，其特征在于，所述材料的性能参数包括弹性模量、泊松比、真实应力-真实应变。

7.一种简单压力容器深拉成型封头成型工艺，其特征在于，该工艺通过沿着封头的直边段，等间距选取样本进行单向拉伸试验和冲击试验，该工艺包括如下步骤：

(a)成型后按封头标准端面形状向内缩进一定尺寸作为间隙样板轮廓线，检查时使样板垂直于待测表面，保证内表面的形状公差应满足：

样板与封头内表面间的最大间隙，其中，外凸不大于1.25D_i，内凹不大于0.625D_i；

(b)等间距的截取试样，进行单向拉伸试验，保证断后延伸率不小于14％；

(c)等间距的截取试样，按照标准尺寸制作冲击试件，在试样上规定的位置加工出缺口，试样缺口对称面偏离试验机两砧座件的中点不大于0.5mm，缺口背向打击面放置，利用摆锤一次性打击试样，试样断裂，测定试样吸收的能量，当吸收的能量大于27J则判定容器的韧性满足要求。

8.根据权利要求7所述的简单压力容器深拉成型封头成型工艺，其特征在于，步骤(c)中，试样表面的粗糙度Ra优于5μm。

9.根据权利要求7所述的简单压力容器深拉成型封头成型工艺，其特征在于，步骤(c)中，所述缺口的形状为V型或者U型。