基于均匀增容的大变径比管件液压胀形加载路径研究

目前液压胀形加载路径设计多属于试错法,路径调试缺乏系统的指导思想,没有量化的反馈,因此,提出了基于均匀增容的液压胀形加载路径的设计方法。以管坯内部容积随轴向推进量线性均匀变化为目标,将整个液压胀形过程分为若个子步,通过调整每一子步的管坯内部压力,使每一子步的管坯内部容积沿均匀增容线变化,得到液压胀形管件。以某大型汽车桥壳管件预成形管坯为例,通过数值模拟得到了均匀增容的加载路径,给出了基于均匀增容线的合理成形区间,进行了生产试验,得到了外形轮廓清晰、壁厚减薄率满足设计要求的合格样件,试验结果表明:基于均匀增容的液压胀形加载路径适用于实际生产,样件成品率高、成形性好。     

铝合金防碰撞吸能管液压成形加载路径研究

针对防碰撞吸能管成形需要,提出了对铝合金6061圆管液压胀形过程的轴向进给补偿-液压力加载路径控制过程.通过数值模拟方法,采用分析软件ABAQUS 6.10对铝合金6061管材液压胀形的加载路径进行了研究.以成形件不发生起皱、破裂两种失效方式以及最终成形壁厚分布为依据,分析了不同轴向进给和液压力加载路径对成形件质量的影...     

汽车桥壳复合液压胀形成形系数研究及力参量匹配

本文推导出管坯复合胀形应力平衡方程及极限成形系数的数学表达式 ,求解了 0 75t轻型车后桥壳复合液压胀形极限成形系数 ,确定了成形力参量的匹配关系。理论研究为实际生产上确定复合胀形次数及其工艺参数提供了理论依据     

汽车桥壳胀—压复合成形工艺预制坯胀形模拟研究

以某型汽车桥壳为例,结合汽车桥壳胀—压复合成形工艺预制坯的设计方法,确定了预制坯形状与尺寸。根据预制坯的设计尺寸,确定采用两次胀形工艺与有益褶皱相结合的方式进行胀形。通过ABAQUS有限元模拟软件模拟了预制坯两次胀形过程中不同加载曲线对胀形件成形质量的影响,其中:一次胀形3种加载曲线最大胀形压强分别为10MPa、20MPa、30MPa;二次胀形3种加载曲线最大胀形压强分别为10MPa、20MPa、30MPa,分析了理想胀形件的壁厚分布情况。模拟分析表明:通过一次胀形加载曲线2可得到理想有益褶皱,进而增压得到成形质量较好的一次胀形管坯;通过二次胀形加载曲线2最终得壁厚减薄小且所需进给力小的理想预制坯。理想预制坯的壁厚最大减薄为20%,最大增厚为50%,满足汽车桥壳胀—压复合成形工艺压制过程的需要。     

汽车驱动桥壳液压胀形数值模拟及试验研究

利用ABAQUS软件建立桥壳液压胀形工艺的有限元模型,对汽车桥壳的预胀形和终胀形过程进行了数值模拟,并分析了不同的加载路径对桥壳成形的影响规律。模拟结果表明:预胀形阶段,胀形压力保持30 MPa不变,管坯发生轻度失稳形成三鼓形样件,合模后胀形压力增大至60 MPa,内凹部分贴模得到较好壁厚分布的预胀形管坯;终胀形初期,胀形压力保持20 MPa不变,轴向进给量达到30 mm后快速增大至120 MPa,可以成形出合格的样件。采用Q345B无缝钢管进行物理实验,获得了符合尺寸要求的桥壳样件,验证了数值模拟的可靠性。     

金属薄壁管液压胀形极限测试装置的试验研究

分析了金属薄壁管液压胀形中胀形区截面节点的应力和应变状态,分别针对轴向进给力F的作用大于或小于液压力P的作用,金属薄壁管胀形区截面节点的应变状态分别对应成形极限图的左侧和右侧应变状态,开发1套能实现胀形区截面节点不同应变状态的金属薄壁管液压胀形极限测试装置,通过示例,获得了简单加载路径下金属薄壁管液压胀形成形极限图。     

提高转接段外套成形质量的优化成形工艺

从缩口成形过程中传力区的受力状态、缩口成形模具的结构缺陷及零件成形回弹等方面分析了某燃气轮机燃烧室转接段外套缩口成形后直径尺寸超差的原因,证实了缩口工艺不适合该零件成形加工.讨论了用胀形工艺取代原来的缩口工艺,使零件在成形过程中受拉应力作用,进行整体胀形,克服了缩口成形过程中压应力使零件变形区壁厚增厚、传力区失稳等问题.同时,胀形模具采用锥形滑块机构的分块式刚性凸模,通过胀形试验确定了凸模的型面尺寸,实现了零件成形回弹的工艺补偿,提高了零件成形质量.     

铝合金方形管件液压胀形成形性的有限元模拟和实验研究

管材液压胀形件的变形复杂,难以确定其最佳成形路径。着眼于A6063铝合金方形管件的液压胀形,探索可以提高其成形性的最佳加载路径。使用ABAQUS EXPLICIT软件,对管材液压胀形过程进行有限元模拟,分析轴向和圆周方向的应变,假定管材在液压胀形中为平面应力状态,使用由S-R理论得出的FLD对不同应变路径下的管材液压胀形的成形性进行评价,并在此基础上确定最佳加载路径。为了验证理论结果的有效性,使用直径为Φ40 mm、厚度为2 mm的A6063铝合金管进行了实验研究,实验结果和理论预测基本一致。     

利用管状试样测试各向异性材料双向应力状态力学性能的新方法

为解决各向异性材料双向加载性能测试理论模型存在的测试物理量过多且实测困难的问题,提出了一种采用管状试样胀形直接测试双向加载力学性能的新方法:一点法。利用圆几何轮廓线为显性函数表达式的特征,推导了胀形过程中最高点轴向曲率半径和壁厚理论模型。仅需在胀形过程中测量最高点胀形高度,即可获得材料双向加载下的力学性能,为建立一个简单可靠且能在线实时测量的材料力学性能测试方法奠定了基础。并利用所建立的测试方法进行了AA6061铝合金挤压管坯的胀形实验。结果表明:管坯自由胀形时,其最高点实时壁厚和曲率半径均可表示为最高点胀形高度的显示函数。轮廓形状理论模型的预测精度随膨胀率的增大先提高后降低,膨胀率约为13%时预测精度最高,当膨胀率超过20%后,预测精度开始下降,但最大误差不超过±0.9%。最高点实时壁厚理论模型的预测精度基本不受试件几何尺寸的影响,长径比和径厚比改变时,差异很小,预测误差均不超过0.8%,这对保证双向加载条件下的力学性能测试精度是非常有益的。一点法可同时测得环向和轴向的应力应变分量,这为进一步分析各向异性对复杂应力状态下材料的流动及后继屈服奠定了基础。     

消音管内高压成形焊缝残余应力数值分析

为了探究消音管内高压成形过程中的开裂原因，利用MARC有限元分析软件，模拟了无缝管和焊接管在焊接及内高压成形过程中焊缝附近的温度、应力及壁厚分布情况. 结果表明,无缝管在胀形区会产生560 MPa的周向拉伸残余应力且该区域壁厚减薄率为4%，焊接管在过渡区产生了271 MPa的轴向拉伸残余应力. 轴向拉伸焊接残余应力是内高压成形过程中的不利因素，使焊接管在内高压成形后的轴向压缩残余应力变成轴向拉伸残余应力，导致焊接管容易胀裂. 对焊接热循环曲线和焊接残余应力进行了测量，模拟结果与试验结果吻合良好，验证了模拟结果的正确性．