核电EPR水室封头锻造工艺研究

• 作 者: 刘政磊
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: EPR水室封头 数值模拟 拉深成形 热力耦合 实验研究

我国经济高速发展，对能源的需求量急剧增加，迫切需要建设数十座百万千瓦级核电机组，其中的大型锻件必须实现国产化。本文研究核电EPR水室封头锻造工艺研究。压力容器是核电机组的心脏，其水室封头更是重中之重。本文采用有限元数值模拟及实验相结合的研究方法，就EPR水室封头的一次性拉深成形锻造工艺进行了研究。本文以有限元分析软件DEFORM-3D为分析平台。提出了一套带有支撑台水室封头的拉深成形工艺方案，并设计了相关坯料及模具。确定了影响水室封头拉深成形质量的主要因素，分析了各影响因素对壁厚的影响规律，并在此基础上确定了毛坯及模具的尺寸及其它工艺参数。本文通过热力耦合数值模拟计算分析了拉深过程中的成形力、等效应变、温度场，金属流动的变化规律。且通过评价各参数对毛坯终成形后的质量进行了分析。结果表明，拉深成形过程中，球面部分厚度都在减薄，最大减薄量部位出现在球面区与直壁段过渡区域。直壁段厚度略有增厚。在同一完整的圆周上，近支撑台截面处的壁厚较其余截面的厚。在上述工作的基础上，以纯铝为毛坯材料，45＃钢为模具材料，进行了尺寸比例为1：25的物理模拟试验，并与数值模拟计算结果进行了比较分析，结果表明，与有限元数值模拟结果比较吻合。为实际生产提供了理论依据。