热等静压炉锻造框架仿真分析

doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2024.03.17

摘要/Abstract

摘要： 热等静压炉约束框架,主要在容器加压时起到约束容器两端,承载容器内部产生的轴向力的作用。为了优化框架结构质量及其应力分布情况,利用CAD软件的静力学分析功能,对不同尺寸构件进行仿真计算,得到了最优尺寸参数。结果表明：框架厚度为220 mm、宽度为740 mm、端部宽度为390 mm、四角倒角为140 mm时,框架质量和应力分布最优,均可满足设计需求。

关键词: 热等静压炉, 静力学分析, 锻造框架, 仿真

Abstract: The constraint frame of hot isostatic pressure furnace plays the role of restricting the two ends of the container when the container is pressurized and carrying the axial force inside the container. In order to optimize the structure quality and force distribntion of the frame, simulation calculation was conducted on components of different sizes using the static analysis function of CAD software, and the optimal size parameters were obtained. The results show that when the frame thickness is 220 mm, the width is 740 mm, the end width is 390 mm, and the four corners are chamfered 140 mm, the frame quality and stress distribution are optimal, which can meet the design requirements.

Key words: hot isostatic furnace, static analysis, forging frame, simulation

中图分类号: TG155.1;TH123⁺.4

宋家兴, 张功明, 王颖, 李忠仁, 陈鼎, 苏宁, 陈博龙. 热等静压炉锻造框架仿真分析[J]. 真空, 2024, 61(3): 96-99.

SONG Jia-xing, ZHANG Gong-ming, WANG Ying, LI Zhong-ren, CHEN Ding, SU Ning, CHEN Bo-long. Simulation Analysis of Forging Frame in Hot Isostatic Furnace[J]. VACUUM, 2024, 61(3): 96-99.

参考文献

[1] 朱志斌, 田雪冬. 等静压技术的应用与发展[J]. 现代技术陶瓷, 2010, 31(1): 17-24.
[2] 曾青, 熊惟皓. 等静压技术在粉末冶金材料生产中的应用[J]. 材料导报, 1995(5): 20-24.
[3] 杨勋烈. 热等静压[M]. 北京:冶金工业出版社, 1982.
[4] 马福康. 等静压技术[M]. 北京:冶金工业出版社, 1992.
[5] 邵国华. 超高压容器设计[M].上海:上海科学技术出版社, 1983.
[6] 蔡高参, 符巨博, 张东星, 等. 热等静压技术在钨合金领域的应用研究进展[J]. 航空制造技术, 2021, 64(23): 14-20.
[7] 吕周晋, 车立达, 吴战芳, 等. 热等静压技术在高品质难熔金属靶材制备中的应用[J]. 粉末冶金工业,2022, 32(6): 100-107.
[8] 金磊, 祝强, 赵军, 等. 热等静压在钛合金近净成形领域的发展及应用[J]. 铸造, 2019, 68(8): 885-891.
[9] 蔡永军, 杨勇. 热等静压技术在粉末冶金和扩散连接领域中的应用[J]. 中国科技纵横, 2014(13): 45-46.
[10] 张建平, 周仲甫. HIP中的传热和叠板式框架应力的探讨[J]. 钢铁研究学报, 1989(增刊1): 41-46.
[11] 蔡祖光. 日用陶瓷等静压成型框架的设计计算[J]. 中国陶瓷工业, 1996(增刊1): 41-46.
[12] SolidWorks 2018 SP4.0(2018)
[13] 王勖成, 邵敏. 有限元单元法基本原理和数值方法[M]. 北京:清华大学出版社, 1988.
[14] 缪玉桂, 柏宇轩, 孙静. 基于SolidWorks静力学分析及迭代优化设计[J]. 新余学院学报, 2019, 24(5): 31-34.
[15] 李芳, 凌道盛. 工程结构优化设计发展综述[J]. 工程设计学报, 2002, 9(5): 229-235.
[16] 陈小前, 赵勇, 霍森林, 等. 多尺度结构拓扑优化设计方法综述[J]. 航空学报, 2023, 44(15): 17-52.
[17] 周嘉侃, 夏利娟, 黄开艺. 设计导向下的结构拓扑优化研究[J]. 船舶力学, 2022, 26(4): 538-546.
[18] 滕小磊, 吴志学. 机械结构分析与优化设计[J]. 现代制造技术与装备, 2022, 58(10): 113-117.
[19] 刘夏石. 工程结构优化设计: 原理、方法和应用[M].北京: 科学出版社, 1984.
[20] 周克民, 李俊峰, 李霞. 结构拓扑优化研究方法综述[J]. 力学进展, 2005, 35(1): 69-76.

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[1]	贾子朝, 郭志伟, 高学林. 高精度电子束偏转系统优化建立与仿真研究[J]. 真空, 2024, 61(2): 47-52.
[2]	祁松松, 倪俊, 李卓慧, 施承天, 冯蕾, 陈红斌, 李灿伦. 超大型真空容器大门设计及优化研究[J]. 真空, 2023, 60(5): 81-85.
[3]	石晓倩, 刘佳辉, 陈雪颖, 郭方准. 高性能电子枪的物理设计^*[J]. 真空, 2023, 60(3): 62-66.
[4]	冯智猛, 刘海静, 王飞, 李灿伦, 乔宏, 景加荣. 空间环模设备O型橡胶密封圈设计计算[J]. 真空, 2023, 60(2): 57-62.
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[7]	李卓慧, 路同山, 刘家林, 孙松刚, 董栋, 施承天, 李灿伦, 张蕊. 快速减压环境模拟系统中减压时间的近似计算方法[J]. 真空, 2022, 59(3): 25-28.
[8]	马强, 孙足来, 张哲魁, 牟鑫, 李建军, 王秋博. 大功率真空电子束冷床熔炼炉拉锭机构振动仿真分析[J]. 真空, 2021, 58(5): 104-109.
[9]	丁旭, 罗文勇, 黄文俊, 伍淑坚, 余志强. 基于PCVD光纤预制棒微波系统的仿真与应用[J]. 真空, 2021, 58(2): 6-9.
[10]	赵杰, 许丽, 李建, 王坤, 王世庆. 霍尔推力器内放电等离子体数值仿真分析^*[J]. 真空, 2020, 57(4): 54-59.
[11]	祁松松, 徐晓辉, 刘家林, 张蕊, 李灿伦, 董德胜, 施承天. 热真空试验设备控温热沉设计分析[J]. 真空, 2020, 57(2): 62-65.
[12]	许丽, 李自成, 宋黎. 矩阵变换器的控制原理及仿真研究^*[J]. 真空, 2020, 57(2): 58-61.
[13]	阮庆东, 蒲世豪, 陈常, 魏于苹. 一种新型高能离子注入系统的加速电源研制[J]. 真空, 2018, 55(6): 14-18.

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[1]	李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙健, 李刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2]	周彬彬, 张建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3]	柴晓彤, 汪亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[4]	李民久, 熊涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[5]	刘燕文, 孟宪展, 田宏, 李芬, 石文奇, 朱虹, 谷兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .
[6]	徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29 -33 .
[7]	谢元华, 韩进, 张志军, 徐成海. 真空输送的现状与发展趋势探讨（五）[J]. 真空, 2018, 55(5): 34 -37 .
[8]	孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李征, 孙立臣, 王勇, 王健, 张强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[9]	黄思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[10]	常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 46 -50 .