高强钢管状件充液压形截面回弹规律

为促进充液压形技术在轻量化领域的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了高强钢管状构件在室温下充液压形卸载后的回弹特性,探讨了各工艺参数(内压、截面圆角半径、壁厚)对成形精度的影响,通过力学分析揭示了各工艺参数的影响机理。结果表明：由于内压的存在,管材在充液压形过程中产生附加的环向拉力,降低了截面弯矩,因而适当地增大内压对充液压形后卸载的截面回弹有抑制效果;随着内压的增加,截面回弹量先增大后减小,并且存在临界内压,此时截面回弹量达到最大值;截面圆角半径越大,充液压形卸载后的截面回弹量越大;壁厚的增加提高了截面的抗弯刚度,进而引起截面回弹量的降低。     

双金属复合管充液压形成形研究

目的 促进双金属复合管中空构件在实际生产中的应用与推广。方法 通过实验和数值模拟,研究双金属复合管室温下充液压形的可行性,分析内压对管材缺陷的影响,总结主要缺陷形式及缺陷的发生原因。结果 室温成形时所需压力仅为15 MPa。对于Fe/Al双金属复合管而言,当其内压增大至17 MPa时,则回弹量很小,通过控制坯料的回弹量即可减小内外管间隙缺陷。成形件壁厚分布均匀,且内压对其影响较小。结论 充液压形可在室温下成形双金属复合管。回弹是成形件存在间隙的主要原因,间隙随着内压的增大而减小。     

6063铝合金中空构件充液压形成形

为促进铝合金中空构件在汽车上的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了铝合金中空构件在室温下充液压形的可行性,分析了内压对成形结果的影响,总结了成形过程中出现的主要缺陷形式及每个缺陷的发生原因。结果表明充液压形在室温下成形铝合金中空构件是具有可行性的,同时成形时所需内压较低,室温成形时所需压力仅为2~10 MPa。失稳弯曲和死皱是充液压形的主要缺陷形式。适当增大内压可消除失稳弯曲缺陷,控制坯料的膨胀变形即可消除死皱缺陷。虽然弯矩是压形的主驱动力,但对于铝合金而言,当其内压增大至6 MPa时,其成形件的回弹量很小几乎可以忽略。     

带筋管充液压形实验研究

为探讨带筋管整体成形的可行性,通过实验方法初步探讨了带筋管整体成形的力学条件及关键影响因素。实验结果表明,在消除筋板内环的径向、轴向和环向自由度后,充液压形工艺可实现带筋管的整体成形;采用充液压形工艺可以成形出高径比为5,径厚比为42.5的带筋椭圆紫铜管件。单自由度影响实验表明,侧翻和起皱是带筋管充液压形的两类典型缺陷,消除轴向自由度,可抑制侧翻缺陷的发生,消除环向自由度同时保持环向拉应力状态,有助于消除起皱缺陷。     

AZ41 镁合金管材充液压形规律探究

目的实现镁合金管材的室温成形。方法利用物理实验的方法研究AZ41镁合金薄壁管材充液压形过程中的成形规律,分析主要缺陷形式,并揭示圆角填充过程和壁厚分布规律。结果 AZ41镁合金管材充液压形易发生破裂和失稳缺陷。内压过低变形部位难以转移,导致弯曲破裂的发生;内压过高,管坯合模前膨胀,导致截面周长大于零件截面周长,进而发生起皱。结论最终在5.6 MPa的支撑内压下成功成形出了最小圆角5 mm的零件,最大减薄率小于5%。     

充压镦形对先进高强钢弯曲管状件回弹的控制效果

为了解决先进高强度钢弯曲管状零件存在的严重回弹缺陷问题，提出了一种利用充压镦形工艺来控制此类零件回弹的新方法。该工艺的力学原理是通过上模的合模运动(垂直于弯曲轴线),对弯管施加环向压缩使环向材料发生塑性变形和后继屈服，使内、外侧的轴向弯曲应力完全转化为轴向压应力，消除了由弯曲引起的内层压应力和外层拉应力之间的轴向应力差，实现了基本控制回弹的目的，这与拉弯法的力学原理正好相反。采用有限元分析和实验验证两种方法来揭示充压镦形控制管状件弯曲回弹的力学机理。研究结果表明，管材的弯曲回弹量随着压缩量的增加而减小，并且存在一定的临界压缩量。对于抗拉强度分别为600和800 MPa的先进高强钢，通过该方法可将回弹量降低95%以上。