汽车结构件内高压成形应力极限分析

由极限应力构成的应力成形极限图(FLSD)独立于应变路径,可作为复杂应变路径下成形极限的判据。通过标准成形极限实验获得3A21铝合金板材的成形极限图(FLD);由极限应力应变转换关系,将极限应变转换至主应力空间,建立对应的FLSD;采用LS-DYNA软件对方截面汽车结构件内高压成形过程进行了模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及极限成形压力。模拟结果与物理实验结果相吻合,证明FLSD可作为管材内高压成形等复杂应变路径下成形极限的判据。     

内高压成形理论与技术的新进展

介绍哈尔滨工业大学在内高压成形基础理论、关键技术及工业应用等方面取得的重要进展。在基础理论方面,利用平面应力屈服椭圆描述典型内高压成形过程中应力状态及壁厚变化趋势;揭示变径管内高压成形过程中壁厚分布规律以及多边形截面环向的壁厚分布特点;指明整形阶段圆角充填时存在极限圆角半径;发明了用于测量管材环向力学性能的管材环向拉伸实验方法。在工艺关键技术方面,针对航空航天领域对大直径薄壁复杂管件的需求,发明了Y型薄壁三通管两步成形方法、双层管充液弯曲方法,试制出超薄Y型三通管、整体不锈钢进气道及弯管零件。在工业应用方面,研制了合模力最大达55 MN的工业生产用大型内高压成形机,并成功地用于轿车底盘零件大批量生产。     

管材内高压成形新加载方式的研究

介绍了管材内高压成形过程中,一种新的内压加载方式--脉冲型加载方式.并通过建立相应的有限元模型,进行了内压脉冲型加载方式下管材内高压成形过程的模拟.通过对不同加载方式模拟结果的比较,分析了脉冲型加载方式对内高压成形中金属流动、变形区变形分布及局部过度减薄等方面产生的影响.模拟结果表明:脉冲型加载在管材内高压成形过程中可以使变形区的变形更加均匀,有利于抑制局部过度减薄、对抑制最后贴膜成形的圆角部位的过度减薄作用明显;脉冲型加载方式使变形更均匀的原因是减小了金属流动阻力,使金属流动更容易.     

铝合金管材侧壁增厚成形极限与失稳研究

薄壁管材在增厚变形时容易向外鼓凸并导致折叠缺陷,因此,起皱失稳是主要的成形缺陷。提出了侧壁内、外增厚成形工艺,分别对管材的内(外)表面进行模具限制,使管材侧壁向外(内)增厚成形。通过有限元数值模拟与实验相结合的方法,对两者的成形稳定性进行对比分析,探究侧壁增厚时产生失稳现象的原因,并研究在两种增厚成形方法下,管材的侧壁增厚规律及成形极限。结果表明:与外增厚及传统镦粗成形工艺相比,侧壁内增厚时成形稳定性明显提高。通过对增厚过程进行追踪,可以发现,侧壁的失稳现象与侧壁的增厚方向以及轴向应力分布有关。通过有限元数值模拟及理论分析,得到了侧壁内增厚成形的无失稳条件,内增厚成形的增厚极限受高度的影响小,受高径比的影响大。     

金属管材成形用高压水溢流压力控制系统研究

针对体积缩小类管材零件的内高压成形工艺特点,提出了一种管材内高压塑性成形用高压水压力控制系统。该压力控制系统主要包括动力系统、控制系统以及实现溢流功能的超高压水阀等关键零部件。该系统通过比例阀控制管材在合模过程中其内部高压水的溢流过程,进而控制管材的内压力,使得管材在合模的过程中同时进行内高压成形。通过液压挤压机和该压力控制系统对DC01焊管进行内高压成形实验。实验结果表明:该压力控制系统可以满足体积缩小类管材零件的内高压成形需求。     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

管材内高压成形系统的建立及若干问题的探讨

以轻量化和一体化为特征开发出来的管材内高压成形技术,由于在空心变截面轻体构件制造方面无可替代的优势,在国外科研机构和大型企业里受到广泛关注和应用。但因其设备比较昂贵,这项技术在我国的发展遇到一些困难。本文在系统研究管材内高压成形工艺的基础上,结合实际情况,自主开发了一套管材内高压成形设备,并对实践过程中遇到的一些问题,如模具的设计与优化、管材端口的密封形式以及高压的实现与控制等进行了研究,得到较好的结果。在实际应用中,设备运行情况良好,可以满足管材内高压成形实验的要求。     

管材内高压成形系统的建立及若干问题的探讨

以轻量化和一体化为特征开发出来的管材内高压成形技术,由于在空心变截面轻体构件制造方面无可替代的优势,在国外科研机构和大型企业里受到广泛关注和应用.但因其设备比较昂贵,这项技术在我国的发展遇到一些困难.本文在系统研究管材内高压成形工艺的基础上,结合实际情况,自主开发了一套管材内高压成形设备,并对实践过程中遇到的一些问题,如模具的设计与优化、管材端口的密封形式以及高压的实现与控制等进行了研究,得到较好的结果.在实际应用中,设备运行情况良好,可以满足管材内高压成形实验的要求.     

不规则四边形截面管件内高压成形数值模拟

以不规则四边形截面管件为研究对象,作内高压成形.基于dynaform软件平台,建立了内高压成形有限元模型,利用该模型研究了内压和轴向进给对不规则四边形管材内高压成形的成形形状、角充填情况及壁厚减薄情况的影响规律,分析了管材破裂和起皱缺陷产生的原因.模拟结果显示,适当减小内压力,同时增大轴向进给量,可以有效地防止破裂的发...     

镁合金大膨胀率管件差温内压成形(英文)

针对镁合金管材热态内压成形存在的壁厚不均、膨胀率小等问题,提出利用温度差控制变形的差温内压成形新方法,设计差温内压成形模具设计,并沿管材轴向建立带有温度梯度的非均匀温度场,研究在一定的加载路径下,成形区和送料区的温度差对试件轴向壁厚均匀性的影响。研究结果表明:选择合适的温差可使成形件送料区增厚减小,壁厚均匀性提高,最佳温差为150°C。分析差温内压成形预制坯形状对极限膨胀率的影响,使用膨胀率为35%的变径管作为预制坯,可获得66.2%的极限膨胀率。