【摘 要】
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随着我国经济社会的不断发展,整个国家对能源的需求也在日益增长。世界各国的现有电能来源中,只有核电具有既稳定又清洁环保的优势。在核能装备中,核燃料组件是由多种条带组装焊接而成。条带作为核燃料组件的重要组成部分,大多采用冷冲压制造,使用材料为核性能较好的锆合金材料。但是锆合金性质较为特殊,冷冲压时制造难度较大。因此,整个制造过程对制造工艺的要求较为严苛。本文对核燃料组件中的锆合金条带可冲性进行研究,研
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随着我国经济社会的不断发展,整个国家对能源的需求也在日益增长。世界各国的现有电能来源中,只有核电具有既稳定又清洁环保的优势。在核能装备中,核燃料组件是由多种条带组装焊接而成。条带作为核燃料组件的重要组成部分,大多采用冷冲压制造,使用材料为核性能较好的锆合金材料。但是锆合金性质较为特殊,冷冲压时制造难度较大。因此,整个制造过程对制造工艺的要求较为严苛。本文对核燃料组件中的锆合金条带可冲性进行研究,研究内容如下:(1)利用材料极图分析说明材料存在各向异性;利用力学性能试验对材料各向异性性能进行印证并计算得到材料力学性能参数;进行成形极限试验得出表征材料成形极限性能的FLC。(2)对条带中较为关键的两个成形特征在生产条件可调范围内进行仿真模拟分析,并优化工艺参数。通过单因素分析发现冲压间隙变化对最大减薄率影响相对较大,多因素耦合仿真分析得出各因素之间存在的耦合关系。得出优化工艺参数配比,降低了特征的最大减薄率,提高了冲制安全裕度。(3)进行排样方案设计以及冲制工序排布,将单特征仿真的结论应用于级进模仿真分析中,评价仿真效果、排样方案可行性以及产品可冲制性能。此外,还确定了冲制方向、排样方案以及冲制工序步骤,并使用Autoform进行了级进冲制仿真模拟,证明了条带的可冲性。(4)设计模具,调试相关设备,并根据前文的参数配比、排样方案与工序进行实际物理冲制试验验证,得到产品。而后,检测其关键尺寸,分析数据得出条带可冲性结论。本文探究某锆合金条带在现有的生产设备条件下的可冲制性。经研究试验发现:通过改进设备默认参数到优化后参数,特征的最大减薄率有所下降,冲制裕度得到提升,并且通过设计与仿真制造工艺,成功冲制出产品;进行关键尺寸检测,说明条带已达到生产要求。
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