针对无扩口导管接头体内径滚压成型工艺,将三维滚压过程简化到二维平面进行分析,建立成型扭矩等效换算方程。基于ABAQUS建立无扩口导管接头二维有限元模型,对滚压成型过程进行仿真分析,得到滚压过程中扭矩阶段性变化趋势及导管受力变形区域性特征。对接头体开展连接强度试验,仿真与试验得到的连接强度差值率为5.8%,验证了仿真模型的精准性。为探究成型扭矩对接头体性能的影响规律,选取多组成型扭矩进行仿真分析,综合导管残余应力、变形分布、填充状态及连接强度等因素对接头体的成型性能进行评价。结果表明,成型扭矩取值区间为0.68~1.13 Nm,扭矩为1.04 Nm时管套最右端凹槽填充率为100%,此时接头体成型性能最优。

为了进一步提高粉体材料等静压成型质量,在传统的等静压成型中加载超声进行辅助成型。针对超声加载的声场需求,对超声加载系统核心部件20 kHz超声振子进行了设计,对其谐振特性进行了有限元仿真分析和结构优化。搭建了超声辅助等静压成型试验装置,分别在5.0 MPa、7.5 MPa和15.0 MPa油液压力下对粉体材料试件进行10 min超声加载,结果表明粉体材料试件的致密性和晶粒的均匀性得到了提升,同时随着油液压力的增加,试件的成型质量改善越明显。

一、成果研究背景城市地下综合管廊是城市地下的隧道空间,是保障未来城市运行的重要“生命线”。国内外常见的综合管廊施工方法有明挖现浇法、明挖预制法、浅埋暗挖法等,皆有施工工期长、人力投入大、成型质量差、施工成本高等缺点。

对预制混凝土构件生产线全干法养护技术进行了分析研究。通过分析试验数据,确定了预制构件入养护窑的时间、干养时间、自然养护时间等参数,有效保证了预制混凝土构件的成型质量。