隨著旋壓技術的不斷發(fā)展,該工藝正逐漸普及取代傳統(tǒng)工藝用于不銹鋼管件的生產(chǎn)。一些發(fā)達國家對中國采取了技術封鎖措施。因此,我們的研究目標是將不銹鋼管件的直徑提高至800毫米,并研發(fā)適用于生產(chǎn)相應規(guī)格管件的強旋壓設備,以推進大規(guī)模不銹鋼管件的生產(chǎn)技術。不銹鋼管件主要應用于航空航天和武器工業(yè)領域。金屬旋壓工藝的一大優(yōu)勢在于其能夠制造出整體無縫、能夠旋轉的空心零件,有效消除了不連續(xù)性、強度下降、脆性裂紋和拉應力集中等問題。強旋壓機的機體結構是基于前述力學參數(shù)進行設計的。我們將重點考慮并確定旋轉壓縮機的旋轉輪座結構,設計軸向和徑向進給系統(tǒng),分析主軸部件結構的傳動部件,介紹新設計的卸料裝置。利用有限元軟件ABAQUS分析了旋壓機機體和活動梁的強度和剛度,并提出改進方案以修正設計中的問題。
不銹鋼管件在支架上扮演著重要的角色,主要承擔大的載荷和主要承重結構。研究了不銹鋼管件的結構設計和優(yōu)化、制備工藝、軸壓性能的理論設計和實驗分析。強度設計一直是不銹鋼管件結構設計中的難點和熱點。改變不銹鋼管件的層次方向可以明顯提高其軸向壓力強度,包括角度鋪裝的不銹鋼管件和軸向或環(huán)向正交鋪裝的管件。將20%角度鋪裝(即軸向鋪裝)轉換為環(huán)向鋪裝后,纏繞角度為20%的不銹鋼管件軸向壓力強度增加了約一倍,正交層壓的不銹鋼管件軸向壓力強度也提高了超過10%。
不銹鋼管件通過有限元模型應用于可重復使用的運載驗證機X-33和AtlasV,分析了型式運載火箭復合推力支架的承載性能。研究指出X-33型推力支架的綜合承載能力良好,適用于復雜荷載條件;而AtlasV推力支架結構形式在壓縮承載能力方面表現(xiàn)較好,適用于大推力荷載條件。