矩形金属波纹管机械胀形工艺仿真分析

针对矩形金属波纹管不易成形的问题,采用数值模拟的方法,研究了不同成形工艺下波纹管的变形特点.建立了纯机械胀形、外加固定模具机械胀形、内加固定模具机械胀形三种矩形金属波纹管成形工艺有限元模型,对比了不同工艺下波纹管的应力应变、壁厚、轮廓等变形特征,分析了成形过程中的变形机理.研究发现,采用纯机械胀形工艺的波纹管波纹形状呈...     

驱动桥壳整体复合胀形工艺及液压机系统开发

在介绍现有驱动桥壳成形技术基础上,提出了一种新的驱动桥壳整体复合胀形工艺。针对与该工艺相匹配的核心工序,整体复合胀形的变形过程,采用有限元法进行了验证分析,获得了开槽管坯胀形温度为600℃时,胀形过程最大应力值达到243 MPa,能够满足驱动桥壳成形需求。结合胀形成形的功能需求和变形分析数据,通过集成中频加热炉、传送带、机械手等辅助装备,开发出驱动桥壳整体复合胀形液压机系统。可在同一平台上实现复杂的工艺过程,可实现不同型号驱动桥壳制造。     

超塑成形的钛合金波纹管壁厚分布规律研究

以DN250双波Ti-6A l-4V钛合金波纹管为例研究了采用超塑胀形/轴向加载复合超塑成形工艺成形的钛合金波纹管的壁厚分布规律。用ARVIP3D刚粘塑性壳单元有限元软件模拟了波纹管在胀形、合模和充满3个阶段的壁厚减薄情况,分析了筒坯长度和胀形阶段的变形量对超塑成形后波纹管厚度分布情况影响。通过实验研究了波纹管的实际壁厚分布曲线。结果表明,与其它成形方法相比,超塑成形的波纹管波峰壁厚减薄率较大,壁厚分布可用JIS公式粗略估算。     

机械式胀形桥壳起皱分析及改进

以椭圆形工艺孔管坯为基础,对机械式胀形桥壳的起皱原因进行分析,并提出2种改进方案,即在该处增设椭圆形凹槽和三角槽。采用ABAQUS有限元软件对成形过程进行数值模拟,分析不同工艺方案下成形件轴向应力应变以及壁厚分布规律,并进行相关物理实验研究。结果表明:2种方案在消除起皱方面均有效果,开设凹槽的改进方案,仍存在轻微起皱,整形过程中不存在金属折叠。带三角槽改进方案桥壳起皱部位轴向应力应变分布状态得到改善,壁厚分布更均匀,增厚量减小,起皱缺陷消除。     

中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计及成形分析

基于圆形管坯压制成异型截面的变形分析,提出了中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计准则。针对载重5t卡车桥壳,介绍了胀压成形的工艺过程,设计30组前盖半径、后盖半径不同的预成形管坯,使用ABAQUS软件进行整个成形过程的有限元模拟。通过对预成形管坯液压胀形过程和压制成形过程的成形性分析,确定了前盖系数Km、后盖系数Kn的取值范围。选取基准回转体及一种典型的非对称预成形管坯,分别进行胀压成形实验,结果表明：前者压制成形阶段后盖处胀裂,后者成功地试制出样件,成形状况好,而且成形过程中管坯壁厚值与模拟值基本吻合。     

半滑动式液压胀形汽车桥壳的数值模拟及成形实验

对在不同加载路径下半滑动式液压胀形工艺中的管坯预胀形及终胀形过程进行了数值模拟,分析了不同加载路径下的管坯成形情况及其周向、轴向的壁厚分布,得到了预胀形管坯壁厚分布较好的加载路径以及终胀形时可确保成形合格样件的加载路径,并在普通液压机上进行了实验验证。     

预成形管坯压制成形汽车桥壳的变形分析

介绍了小型汽车桥壳样件胀压成形的工艺,针对两端经过缩径、中部经过液压胀形得到的轴对称状预成形管坯,其内部充液后用模具压制成形桥壳样件的过程,定性分析了横截面、纵截面的变形,揭示了变形机理以及壁厚的变化规律,探讨了桥包部分横截面大小对其成形性的影响。通过有限元模拟和工艺试验,进一步考察了管坯压制成形工艺的成形性,并定量分析了壁厚的分布情况。研究结果表明：轴对称状的预成形管坯压制成形异型截面的汽车桥壳样件时,样件成形性好,壁厚分布较好,成形过程中所需液体压力低。     

AZ31B镁合金管材液压胀形数值模拟分析

基于管材轴向补料液压胀形技术,采用Dynaform有限元仿真软件对0.75mm厚的AZ31B镁合金管材的胀形过程进行了数值模拟分析。研究了模具圆角半径、液压力、模具间隙等工艺参数对镁合金管件壁厚分布和最大壁厚减薄量Δt的影响规律,并探索了相对合理的工艺参数。研究结果表明,镁合金管件的最小壁厚通常分布在最大胀形直径处,除非模具间隙过小;由于受到轴向作用力,管材两端会随模具间隙的改变而出现不均匀的壁厚增厚现象,并且受轴向压头作用的一端的壁厚增厚量相对较大;胀形过程中,当模具圆角半径为5mm,模具间隙为0.8mm时,获得的镁合金管件壁厚分布较均匀,成形效果较好。     

机械式胀形关键因素对桥壳壁厚分布的影响

采用有限元模拟与试验相结合的方法,以ABAQUS软件为平台,建立桥壳机械式胀形工艺有限元模型,分析不同工艺参数对桥壳壁厚分布的影响规律。模拟结果表明:沿桥壳切口边缘壁厚分布不均匀,存在明显的壁厚增厚和减薄区域。增加工艺孔长度,壁厚减薄量显著减小,分布更均匀;增加工艺孔宽度,桥壳壁厚发生严重减薄的范围缩小,壁厚增厚量、减薄量均减小,分布均匀性提高;而两端施加轴向压力对壁厚分布影响较小。开展物理实验验证,测得的桥壳壁厚分布规律与模拟结果相一致,验证了数值模拟的可靠性。     

汽车异径三通管成形数值分析及试验研究

管材胀形技术是一种减重、节材、节能,且广泛应用于汽车零部件的制造技术.为研究该异径三通管的变形机制和各工艺参数的影响,基于ABAQUS软件对异径三通管进行了数值仿真,分析了成形工艺参数(过渡区圆角、摩擦因数、轴向进给加载路径)对支管高度、壁厚分布及成形载荷的影响,并对异径三通管成形工艺参数进行了优化;应用塑性有限元方法...     

Q235覆管对AA5052铝合金基管颗粒介质胀形行为的影响

采用AA5052铝合金挤压管作内层基管、Q235碳素结构钢卷焊管作外层覆管的钢铝复合管对复合管颗粒介质胀形行为进行研究。通过塑性理论分析胀形过程中管间切向摩擦力及法向压力对基管应力大小的影响;利用数值模拟分析管间摩擦因数和覆管各向异性对基管的应变成形极限的综合影响,并给出单管、复合管胀形时的壁厚减薄情况和基管的应力、应变分布;通过管材颗粒介质内高压胀形试验,对比单管和复合管胀形条件下铝合金管的极限胀形比,分析复合管的变形协调性。结果表明：通过施加Q235碳素结构钢覆管,减小了AA5052基管胀形区中间截面处的双向拉应力,基管胀形区壁厚减薄变小,胀形比提高了22%,复合管下基管最大减薄率为17.5 %,成形性能显著提高。     

汽车液压胀形桥壳工艺的成本分析

液压胀形方法成形汽车桥壳是一种新工艺,它是指选择适当的管坯,首先进行推压缩径,将其端部直径缩减至零件图要求,然后进行轴向压缩复合液压胀形将中间部分扩张成形。笔者从产品质量和经济效益的角度论述液压胀形工艺在汽车后桥壳制造中的优势。在市场竞争日趋剧烈的环境下,采用可降成本的工艺不失为一种选择。     

输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响

在驱动桥系统中,滚子轴承是连接轴系与壳体的关键部件,其刚度具有各向耦合性和非线性特性,且与输入转矩有关。为准确高效地分析输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,基于非线性轴承理论、有限元法和模态综合方法,建立包含主减速器总成、差速器总成、轮毂总成和桥壳等部件的完整驱动桥系统动力学分析模型,根据输入转矩大小的不同,定义轻载、中载和重载三种典型工况,分别计算各工况下的非线性轴承刚度,分析轴承刚度随输入转矩大小变化的特点,对驱动桥系统进行单位谐波传动误差激励下的动力学分析,研究输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,分析不同工况下准双曲面齿轮动态啮合力的频响特性。计算结果表明,驱动桥系统动力学特性随输入转矩大小变化具有一定规律,能有效指导驱动桥系统的减振降噪设计,避开危险工况。     

Q235/AA5052复合凸环管颗粒介质胀形工艺研究

钢/铝复合管内衬的AA5052挤压铝管成形性能极差,室温下难以与外覆钢管协调变形至目标管件的形状要求。基于此,提出了挤压铝管退火处理、复合装配、颗粒介质胀形的工艺流程,使复合管胀形比达到1.40,成功制备了厚径比为3/102的复合凸环管件,最大减薄率不超过20%,满足产品技术要求。试验研究表明,AA5052挤压管材采取加热440℃保温60min的退火处理后成形性能最优,延伸率提高了3倍以上;复合管胀形过程中的壁厚分布规律与管层间摩擦因数相关,降低管层间摩擦作用能够抑制内衬铝管减薄,有利于复合管胀形极限的提高。颗粒介质胀形工艺对胀形管坯的尺寸精度要求较低,可采用通用设备和简便的模具装置实现成形工艺。     

加载路径对AA5083管件热态非金属颗粒介质成形性能的影响

将颗粒介质作为传力介质,应用于铝合金管件内高压热成形工艺。通过热单向拉伸试验建立AA5083板材的本构模型。通过管材热态颗粒介质胀形数值模拟,结合AA5083理论成形极限图的分析,研究了不同加载路径对管件壁厚分布、管端缩料量和主应变曲线的影响规律,并进行了相应的工艺试验验证。研究结果表明,合理匹配初始压头力和管端进给量参数,使预成形管坯在胀形区形成有益皱纹,可为胀形区管坯变形提供聚料作用,从而提高管件成形质量和胀形极限。     

凸环管件颗粒介质内高压成形工艺理论解析

离散体颗粒介质使颗粒介质内高压成形工艺中的传压具有非均匀性、颗粒介质与管件之间摩擦作用显著等特征,基于此,建立了颗粒介质非均匀载荷传压模型,对凸环管件胀形工艺过程进行了理论推导和数值解析,探讨了内压状况和摩擦条件对管件成形性能的影响,并通过工艺试验对理论分析结果进行了验证。分析结果表明,颗粒介质内高压成形工艺所具有的内压非均匀性、介质与管坯摩擦作用显著两大特征可有效减小胀形过程中的壁厚减薄和成形压力。对比试验与理论分析结果表明,壁厚分布和成形压力的理论计算结果与试验结果一致,颗粒介质非均匀载荷传压模型的构建策略可用于管件成形的预测和分析。     

汽车驱动桥壳轴头对接环形焊缝焊接工艺

介绍了采用CO2气体保护焊接工艺，大幅度提高了冲焊结构汽车驱动桥壳环缝的焊接质量，使桥壳总成疲劳寿命迭到140万次以上。     

An experimental and numerical study of necking initiation in aluminium alloy tubes during hydroforming

In this paper, a combined experimental and numerical investigation of free hydroforming of aluminium alloy tubes is conducted. The tubes are subjected to different loading histories involving axial compression and internal pressure. The circumferential and axial strains experienced by the tubes are continuously recorded along with the pressure and axial load. The numerical simulations are carried out using both 2D axisymmetric and 3D finite-element formulations by applying the experimentally recorded axial load and internal pressure. In the latter, a geometric imperfection is introduced in the form of wall thickness reduction at the tube mid-length in order to trigger necking which happens after significant bulging and beyond the stage of peak pressure. The strain histories and peak pressures obtained from the simulations agree well with those determined from the experiments. Further, the forming limit curve predicted by the simulations as well as from a M–K analysis incorporating the computed strain paths corroborate well with the experimental data. The role of nonproportional straining on the mechanics of failure of the tubes due to bulging and necking is studied in detail.