支撑内压对某型高强钢扭力梁液压成形的影响

通过数值模拟和实验研究了不同工艺参数对DP780高强钢扭力梁液压成形结果的影响,以改善零件的成形质量.理论证明了在V形区域内,上模与管材之间的间隙(管材凹陷深度)对液压终成形后零件的成形质量具有重要影响.因此,在预成形过程中采用内压支撑工艺,并讨论了不同支撑内压对成形结果的影响.结果表明,在预成形过程中,在适当的支撑内...     

等径三通管整体液压成形壁厚分布规律

对铝合金薄壁三通管壁厚分布规律进行研究。将管坯放入模具型腔,通过轴向进给补料、内部增压,沿下模具型腔中间倒圆角处凸出一个较高的等径支管,形成等径三通管。通过数值模拟和实验对等径三通管整体液压成形的过程进行研究,分析了三通管整体液压成形4个不同阶段的管材壁厚分布规律和管材关键部位壁厚的变化规律。研究发现,成形管材底部的壁厚最大,过渡圆角周边处次之,支管顶端周边最薄。数值模拟和实验结果相吻合,为T型三通管零件生产奠定了基础。     

进给冲头与背压对并列双支管液压成形性能的影响

为探究进给冲头与背压对并列双支管液压成形性能的影响,通过有限元分析与实验相结合的方法,对比分析了进给冲头长度与背压对管材支管高度与壁厚的影响。结果表明:在加载路径相同的条件下,随进给冲头长度增大,管材支管高度提高10. 52%,管材支管顶部壁厚减薄率变化率为23. 2%,因此,进给冲头长度增加有效提高了管材支管高度,减小了支管顶部壁厚减薄率;背压在并列双支管成形过程中有效减缓了管材支管顶部的壁厚减薄,有效提高了管材的成形性能。对此,通过有限元结果与实验结果分析发现,进给冲头与背压在一定程度上可有效改善并列双支管的成形性能,并且有限元分析结果与实验结果一致。     

7075-O铝合金板料的摩擦搅拌渐进成形：成形零件性能的实验研究

本文中,用不同的主轴转速来成形两种典型零件,研究了摩擦搅拌渐进成形零件的综合性能：成形性,表面质量,拉伸性能,显微硬度和壁厚分布。试验结果表明,板料的成形性随着转速增加而呈现增强趋势;接触面的表面粗糙度在水平和竖直方向表现出不同的变化趋势;非接触面的表面质量几乎不受转速影响;相比原板料,成形零件的拉伸性能和显微硬度明显增强,但转转速超过3000 rpm后,硬度值开始逐步下降;在高转速下成形零件的壁厚分布略微优于低转速下的成形零件。总体上,除了力学性能,高转速下成形零件的综合性能比低转速下的成形零件好。     

管坯形状对5052铝合金三通管液压成形金属流动及壁厚均匀性的影响

采用Dynaform有限元软件建立三通管液压成形CAE分析模型,研究液压成形过程中的金属流动规律,发现管端两侧金属材料运动最为剧烈,含支管侧上半部管坯材料轴向运动位移较大,离管件中心越近直管底部材料轴向运动位移越小。针对液压成形中三通管壁厚不均问题,提出利用几何映射设计并优化的斜口管坯,采用有限元模拟及实验验证方法对尺寸为Φ45 mm×28 mm,厚为1. 5 mm的5052铝合金管材成形性进行验证。结果表明:与传统管坯设计相比,优化的斜口管坯由于接触面积减小,从而使摩擦减小,改善了材料的流动性,使得成形件最大增厚率由40%降低到26%,壁厚均匀性明显提高。     

弯曲预成形和液压成形对汽车装饰尾管壁厚分布的影响

针对某乘用车排气管路中的薄壁装饰尾管的整体制造难题,开展AISI 304不锈钢管材的弯曲预成形及液压成形工艺研究,从而进一步提高该产品的成形质量与成形效率。利用Dynaform软件,首先,研究弯曲预成形工艺对管材壁厚分布的影响规律,再基于此结果,完成在不同加载方式下的管材液压成形分析。结果表明:弯管Δd值较小时,管材第2次弯曲区域的减薄率有降低的趋势,并且随着Δd值的减小,这种趋势更加明显;基于所选定的Δd值,进行了液压成形有限元模拟,相比于线性加载方式,脉动加载使成品件易破裂区域的最大减薄率由17.6%降为12.1%,并且壁厚分布更为均匀;模拟与实验结果基本保持一致,最大偏差值为2.17%,成形出的零件无开裂倾向,且外观尺寸满足要求。     

板材液压成形实验研究

分析了液压胀形变形特点及成形机理,对板材液压成形进行了实验研究,分析了坯料厚度变化规律,确定了提高材料胀形成形极限的具体措施。     

管材液压成形机理与汽车发动机托架成形实验

汽车发动机托架是典型的管材液压成形件,不能单道工序成形并且截面变化复杂。提高材料的塑性,从而提高难点部位的成形极限,是保证均匀、精确成形的关键。文章分析了液压成形机理、失效形式以及两者之间的关系,研究并解决了多工序成形时加工硬化的影响,成功地成形了某汽车发动机托架。经过壁厚测试,证明零件的成形质量符合要求。     

基于计算机有限元的激光焊管内高压成形焊缝建模

针对某钢管厂生产的不锈钢结构件进行模拟分析,讨论内高压成形焊缝的建模方法,结果表明:在内高压成形时,从计入焊缝影响所建的模型模拟结果来看,应力场过程的发展受到较大影响,而无焊缝模型并没有应力分布不均匀的情况;对于过渡区和胀形区,只有在焊缝附近约三倍焊缝宽度的区域内,壁厚模拟结果才受焊缝处理方法的影响。有无焊缝建立的模型,对于送料区而言,模拟结果几乎没有影响,在该区计算误差最大为2%。     

汽车排气管件内高压成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件,对汽车排气管件的压弯和内高压成形过程进行了数值模拟,研究了压弯成形过程中管坯在不同弯曲变形量下的壁厚分布和内高压成形过程中压力加载路径对成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,进行了压弯成形和内高压成形实验。结果表明,压弯成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过优化加载路径可避免缺陷,获得壁厚均匀性较好的成形零件;成形实验结果与数值模拟结果一致。     

Discrete layer hydroforming of three-layered tubes

Discrete layer forming proposed in this study is a hydroforming process which can selectively deform the outer tube to a desired shape without any deformation of the inner tube by piercing small holes in the inner tube. A three-layered tube is assembled from inner, middle, and outer tubes, from either similar or dissimilar materials, and deforms simultaneously when internal pressure and axial feed are applied to the tube. In special working environments, multi-layered tubes with combined material properties, high strength, and corrosion resistance are required to satisfy conflicting performance requirements. The feasibility of proposed discrete layer forming process of three-layered tube was evaluated by a tube hydroforming experiment and process analysis was performed. An optimal loading path to prevent wrinkling around holes was developed by an analytical model and was experimentally verified. The results show that the proposed discrete layer forming process can be successfully applicable to hollow forming of non-axisymmetric multilayered tubes for structural purposes.     

欧洲管材内高压成形和板材液压成形研究现状(英文)

在欧洲,管材、型材以及板材的液压成形是密切相关的。液压成形产品主要是用于汽车工业批量生产的零件以及一些有独特用途的零件,其市场仍然在逐渐增长。目前轻量化制造、新型零件的高度功能集成化以及关于使用内高压件的不断积累的设计经验、理念,正影响着液压成形新技术的开发。由于可观的利润率,开放截面和闭合截面的铝合金型材的液压成形件正在试制,并在此背景下,开展了一些专用车面板的液压成形技术开发。这个利润率,将从半成品零件、成形中间过程,直到最终总成件整个工艺链来计算。从管材和板材的液压成形件来看,提高液压成形模具的功能集成性也是必须要做的工作。文章作者就内高压成形的模具设计以及功能集成给出了解决方案,并进一步讨论了内高压成形工艺的利润率。     

Numerical/experimental investigations for enhancing the sheet hydroforming process

In this work the authors present some results of their research activity aimed to enhance the sheet hydroforming process. The main focus is the adoption of a movable inferior plate through which the control of the blank forming is realised. Tests on hemitoroidal parts using an innovative equipment with a movable die were carried on at the Institute of Metal Research (Chinese Academy of Sciences) in cooperation with the Aalborg University, putting in evidence main defects and fracture causes. Finite element simulations of the modified hydroforming process using a movable inferior plate were performed at the Centre of Excellence for Mechanical Computation (Polytechnic of Bari), with the aim of evaluating critical strain values and their location, strain paths, load curves and stress maps were analysed. Specimens with proper geometrical shape were designed to avoid possible ruptures and to reduce material thinning in the critical regions.     

内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

SS304微型管件的液压胀形

微型管件液压成形技术是金属微管在高压液体的作用下产生塑性变形后贴合模具,从而成形出截面形状复杂的微型管件的技术。通过拉伸试验和胀形试验分别研究了SS304微管的材料性能的尺寸效应和微管壁厚、晶粒尺寸对微管成形性能的影响,结果发现,SS304微管随着壁厚的减小,表现出"越薄越强"和"越薄越脆"的尺寸效应;SS304微管的胀破压力和抗拉强度的比值与宏观尺度下的管件的胀破压力和抗拉强度的比值偏离较大,导致这种偏差的主要原因与SS304微管材料性能的尺寸效应有关。     

波纹轨腰钢轨万能轧制数值模拟与实验研究

利用显示动力学有限元分析方法,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程;分析了轧制速度、压下量、轧件初始厚度对轧制力的影响。在燕山大学三机架万能轧机上进行了波纹轨腰钢轨的轧制实验,在相同的轧制条件下,实验所得的轧制力与数值模拟所得的轧制力基本相符,证明了理论分析的正确性。说明用数值模拟所得的轧制力能参数能够用于指导实际生产中工艺参数的制定。     

补料比对Y型三通管内高压成形影响研究

对于Y型三通管,由于其结构的不对称性,内高压成形过程中左右冲头的轴向补料比对成形有较大的影响.通过实验和数值模拟,研究了补料比对Y型三通管的壁厚影响规律以及成形中产生的缺陷.结果表明:成形后零件左侧过渡区圆角处壁厚最大,右侧过渡区圆角处次之,枝管顶部壁厚最薄;增加补料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚减薄,但过度加大左右补料比,会使试件左侧圆角处产生内凹缺陷.     

碳钢/不锈钢双金属复合三通液压胀形数值模拟及试验

为研究液压胀形工艺过程中碳钢/不锈钢双金属复合三通的成形性能,利用有限元模拟软件对碳钢/不锈钢双金属复合三通的液压胀形工艺进行优化计算,分析主要工艺参数对液压胀形支管高度与壁厚均匀性的影响;根据工艺参数模拟计算的结果,对碳钢/不锈钢双金属复合三通进行了实际冷成形试验。结果表明,内压力越大、摩擦系数越小,支管高度越高;摩擦系数越小、轴向进给速度越小,壁厚均匀性越好。实际冷成形试验结果与有限元模拟结果基本吻合。     

低碳钢/铝合金双层管充液弯曲变形规律

为解决传统技术无法制造大径厚比、小弯曲半径铝合金薄壁弯管的难题,提出采用双层管充液弯曲新方法。运用数值模拟研究厚度比和内压对低碳钢/铝合金双层管充液弯曲过程中起皱行为和壁厚分布的影响。结果表明,随着厚度比的增加,起皱的现象得到缓解直至消除,内层弯管外侧减薄率逐渐减小,壁厚分布更为均匀;随着内压的增加,起皱现象逐渐延缓,内层管壁厚最大减薄率增加,因此增加厚度比和内压均有助于提高双层管弯曲成形的稳定性。通过实验成功研制出径厚比为63的铝合金薄壁弯管件,外侧最大减薄率为24%。     

铝合金典型件热介质成形工艺的数值模拟

将热介质成形工艺用于铝合金典型件的成形,利用有限元软件MSC.Marc对卫星上的不规则筒形件的热介质成形工艺过程进行了数值模拟,研究了铝合金典型件热介质成形过程中温度、液室压力与加载路径对成形结果的影响,优化了热介质成形关键工艺参数.研究结果表明,合适的凸凹模温度、液室压力和压边力可以避免体皱的产生和破裂的发生,并且能...