球弧式纵向剖分超高压模具

李胜华 李金良

李胜华, 李金良. 球弧式纵向剖分超高压模具[J]. 高压物理学报, 2020, 34(6): 063302. doi: 10.11858/gywlxb.20200538
引用本文: 李胜华, 李金良. 球弧式纵向剖分超高压模具[J]. 高压物理学报, 2020, 34(6): 063302. doi: 10.11858/gywlxb.20200538
LI Shenghua, LI Jinliang. Spherical Arc Longitudinal Split Ultra-High Pressure Mold[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2020, 34(6): 063302. doi: 10.11858/gywlxb.20200538
Citation: LI Shenghua, LI Jinliang. Spherical Arc Longitudinal Split Ultra-High Pressure Mold[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2020, 34(6): 063302. doi: 10.11858/gywlxb.20200538

球弧式纵向剖分超高压模具

doi: 10.11858/gywlxb.20200538
详细信息
    作者简介:

    李胜华(1995-),男,硕士,主要从事超高压模具研究. E-mail:1179009877@qq.com

    通讯作者:

    李金良(1963-),男,教授,主要从事制造自动化系统研究. E-mail:jlli@ysu.edu.cn

  • 中图分类号: O521.3

Spherical Arc Longitudinal Split Ultra-High Pressure Mold

  • 摘要: 为了提高普通年轮式超高压模具的最大承载能力,提出了一种新型球弧式纵向剖分超高压模具结构。该模具的球弧式结构将对超高压模具损害最大的周向拉应力转变为轴向应力,并通过纵向剖分方式降低了轴向应力,提高了超高压模具压缸的极限承载能力。球弧式纵向剖分超高压模具不仅可以降低超高压模具的最大等效应力和最大切向应力,而且模具的腔体容积也相应增大。数值模拟结果表明:在相同载荷条件下,球弧式纵向剖分超高压模具的周向拉应力、等效应力和最大切向应力分别比普通年轮式超高压模具减小了68.1%、12.5%和18.0%。球弧式纵向剖分超高压模具的径向位移也有利于提高压缸的保压能力,同时球弧式纵向剖分超高压模具的腔体容积也比普通年轮式模具提高了约43%。分析表明,球弧式纵向剖分结构有利于提高生产效率,增加模具的使用寿命。

     

  • 图  1/2年轮式超高压模具示意图

    Figure  1.  Schematic of 1/2 yearultra-high pressure die

    图  1/2球弧式纵向剖分超高压模具示意图

    Figure  2.  Schematic of 1/2 spherical arc longitudinalsplit ultra-high pressure mold

    图  年轮式超高压模具的几何尺寸

    Figure  3.  Geometrical dimensions of the annualwheeled ultra-high pressure mold

    图  球弧式压缸的几何尺寸

    Figure  4.  Geometrical dimensions of spherical arc cylinder

    图  两种模具结构的有限元模型

    Figure  5.  Finite element models of two mold structures

    图  超高压模具的载荷及边界条件

    Figure  6.  Loading and boundary conditions of ultra-high pressure mold

    图  两种超高压模具的周向应力分布

    Figure  7.  Circumferential stress distribution of two ultra-high pressure molds

    图  两种超高压模具的径向位移分布

    Figure  8.  Radial displacement distribution of two ultra-high pressure molds

    图  球弧式纵向剖分超高压模具的轴向位移分布

    Figure  9.  Axial displacement distribution of the spherical arclongitudinal split ultra-high pressure mold

    图  10  两种超高压模具的等效应力分布

    Figure  10.  Equivalent stress distribution of two ultra-high pressure molds

    图  11  两种超高压模具的最大剪切应力分布

    Figure  11.  Maximum shear stress distribution of two ultra-high pressure molds

    图  12  球弧式压缸内部结构和装填方式

    Figure  12.  Internal structure and filling method of spherical arc pressure cylinder

    表  1  压缸和支撑环的材料参数[5]

    Table  1.   Material parameters of cylinder and support ring[5]

    MaterialDensity/(g·cm−3)Elastic modulus/GPaPoisson’s ratioFailure strength/MPaShear strength/MPa
    YG814.605780.226 2003 250
    45CrNiMoVA7.832100.291 600800
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    表  2  两种模具压缸相关应力和腔体容积

    Table  2.   Various stresses and cavity volumes of the two mold cylinders

    Mold typeCircumferential
    tensile stress/MPa
    Radial expansion
    displacement/μm
    Maximum
    equivalent stress/MPa
    Maximum
    shear stress/MPa
    Cavity
    volume/mm3
    Annual wheeled
    mold
    2219.749.227091.94094.5859.35
    Spherical arc
    longitudinally split mold
    708.738.856204.93359.31228.30
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-07
  • 修回日期:  2020-04-19

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