Research on the integral hydrobulge forming technology of spheroidal shells

摘要

Das integrale Hydroausbauchen (IHBF) wird als neues Verfahren zur Herstellung abgeplatteter kugelförmiger Hohlkörper vorgeschlagen. Mit dieser neuen Technik wurden solche Gefäße für die industrielle Anwendung gefertigt. Der größte Durchmesser betrug dabei 3 m. Zum Einsatz kamen einige kohlenstoftarme Sorten und Edelstahle. Aus dem Verhältnis der Schalendurchmesser in vertikaler und horizontaler Richtung vor dem Umformen konnte ein kritischer Wert bestimmt werden, der angibt, ob die Schale beim Hydroausbauchen Falten werfen würde. Eine FEM-Analyse der Verfahren erfolgte anschließend mit LS-DYNA3D. Die numerischen Ergebnisse werden diskutiert und mit denen aus dem praktischen Einsatz verglichen. Ausgehend von den Resultaten lassen sich einige Vorschläge zur Verbesserung der IHBF-Technik ableiten.%In the present paper an alternative novel process of manufacturing oblate spheroidal vessels is proposed: the integral hydro-bulge forming (IHBF) technology of oblate spheroidal shells. A few mild steel and stainless steel oblate spheroidal shells for industrial use were manufactured using this new technology with one of the major diameters as high as 3 m. There is a critical value of the ratio between the vertical diameter and the horizontal diameter of the shell before forming, which can determine whether the shell will be wrinkled during hydro-bulging. The processes were analysed afterwards, using the explicit finite element code LS-DYNA3D. The numerical results are discussed and compared with the practical processes. Based on the numerical results a few proposals for the improvement of the IHBF technology of the spheroidal shells are presented.