工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形的影响

为提高波纹管的成形质量以及合理选取胀形工艺参数,基于有限元分析软件ABAQUS模拟304不锈钢双层波纹管液压胀形过程,并利用实验验证了有限元模型的正确性。基于建立的模型,研究了内压力、模具行程、挤压速度和加载路径对波纹管成形的影响。结果表明,影响双层波纹管液压胀形壁厚减薄和波高的主要工艺参数为内压力和模具行程;随着内压力和模具行程的增大,最大壁厚减薄率和波高均线性增大,且内外层壁厚差值增大;过大的内压和挤压速度会导致波高不均匀性增大;降低起波阶段内压力及在成形初期施加轴向进给的加载路径有利于减小波纹管的减薄率。最后,通过双层波纹管的液压胀形实验验证了数值模拟的正确性。     

超薄壁不锈钢波纹管件液压成形工艺研究

为了解决传统拼焊制造超薄壁不锈钢波纹管弹性差、寿命短、易破裂等问题，采用液压成形技术成形超薄壁不锈钢波纹管件。针对超薄壁不锈钢波纹管件截面形状复杂以及管壁易失稳起皱破裂的成形难点，设计了不同的加载路径。利用CATIA进行建模，使用Dynaform有限元分析软件进行数值模拟。基于波纹管成形过程中的波高与壁厚减薄情况研究了模具间隙、预胀形内压和整形压力对成形质量的影响规律。试验结果表明，对于复杂异形截面的填充，管内压强和轴向进给的增大有利于材料流动进入圆角区域以及管坯与模具的贴合。对于内径Φ50 mm,壁厚0.4 mm的复杂截面波纹管，预胀形内压7.5 MPa,整形压力20 MPa,轴向进给为20 mm为最佳参数匹配。开展了相关试验，验证了模拟结果与试验结果相符，获得的波纹管满足尺寸与性能的需求。     

基于柔性滑动分体式型腔模具的环形件内高压胀形研究

针对具有小半径圆角的薄壁环形件的内高压胀形工艺存在所需内压过大和零件贴模程度差的问题，提出了传统内高压胀形以及基于柔性滑动分体式型腔模具的内高压胀形两种成形工艺。分析了在相同加载路径下两种成形工艺的有限元模拟结果，确定了基于滑动分体式型腔模具的内高压胀形工艺方案为较优方案。采用正交试验探究了进给量、最大内压和保压时间对成形件的胀形高度和最大壁厚减薄率的影响，并对试验结果进行了极差分析，结果表明，进给量和最大内压分别是胀形高度以及最大壁厚减薄率的最大影响因素。对试验结果进行综合分析得到了最优方案，即进给量19 mm、最大内压80 MPa和保压时间1 s。采用最优方案进行了试验，结果显示该方案可成形出合格的零件，测量成形件的壁厚分布并与有限元模拟结果进行了对比，有限元模拟结果与试验结果的壁厚减薄趋势基本相符。     

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。     

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。     

高温合金凸环管件固体颗粒介质成形工艺

针对某航空发动机高温合金GH3044薄壁管凸环零件的成形难题,采用固体颗粒介质成形(SGMF)工艺,基于管材成形过程的塑性力学分析和有限元数值仿真,优化工艺方案,设计并制造模具,试制合格零件。采用有限元软件ABABQUS平台下的Drucker-Prager模型描述固体颗粒介质所特有的离散性摩擦材料特征,建立成形工艺有限元数值仿真模型、优化管端轴向进给力和介质成形力的匹配关系,得到轴向进给力对零件减薄率、壁厚差以及型面轮廓的影响规律。采用水平分模和弹性进给式模具结构,在单动压力机上实现了合模、轴向进给及介质加载等多动作压制功能。     

基于MSC.MARC的TP2铜管材液压胀形数值模拟

利用有限元分析软件MSC.MARC,建立了变径铜管材模型,完成了管材液压胀形过程的模拟,对成形后的管材进行了壁厚和等效应变分析.得出了轴向进给和管内高压的较合理的匹配关系,得出了壁厚减薄率和应变的最大区域是在管材两端倒角和胀形最大区域的连接处.     

核级304不锈钢超薄壁三通液压胀形模拟及实验

对304不锈钢超薄壁三通的液压成形工艺过程进行有限元模拟,研究液压成形过程中冲头挤压速度、内压和圆角半径对成形结果的影响规律。结果表明,支管顶部壁厚值最小,主管端部以及过渡圆角半径处壁厚值最大;随着挤压速度的增大,三通支管高度先增加后逐渐减小;内压不足容易导致起皱,内压过大则支管顶部严重减薄甚至开裂;随着过渡圆角半径的增加,最大支管高度明显增加,壁厚均匀性改善。实验结果表明,成形内压和轴向进给速度匹配较为合理时,可以成形得到既不起皱也不开裂的不锈钢超薄壁三通管件。     

钛合金波纹管超塑成形工艺研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型3个阶段,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式;通过超塑胀形实验成形了Ti-6Al-4V钛合金双波波纹管。     

内压和加载路径对并列双支管内高压成形性的影响

为了获得并列双支管内高压成形工艺参数对管件成形性的影响规律,采用有限元分析和实验相结合的方法进行内压和加载路径对并列双支管内高压成形过程中支管高度和壁厚分布规律影响的研究。研究结果表明:随着内压的增大,支管高度逐渐增大,当内压为64 MPa时,管件出现破裂,支管高度为18 mm;随着内压增大支管顶部壁厚减薄率呈现增大的趋势,而支管底部壁厚基本保持为2 mm。在不同加载路径下,随着拐点内压的增大,支管高度、支管顶部壁厚减薄率及减薄速率均逐渐增大,路径3所成形的支管高度达18.3 mm。支管底部最终壁厚随着拐点内压增大基本维持在2 mm,支管底部壁厚在成形过程受拐点内压影响较小。有限元分析结果与实验结果具有较好的一致性。     

加载路径对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响

分析比较现有的变截面弯曲三通管内高压成形性能的相关评价指标,提出一种综合性的评价指标,通过有限元模拟,比较了轴向进给力控制和位移控制的优劣,得出了轴向进给力控制方式更符合金属变形规律,能得到更好的成形效果。同时研究了内压力、轴向进给力对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响,内压力过大会造成支管顶部过度减薄甚至破裂,轴向进给量是获得支管高度必要条件,但是进给量过大会使局部壁厚加厚严重;结果表明折线加载路径下零件的成形质量明显优于线性加载路径。     

基于凸形集磁器的管件电磁胀形电磁力及成形性分析

针对传统管件电磁胀形存在的壁厚减薄以及轴向变形不均匀的现象，提出了基于凸形集磁器的管件电磁胀形方法，通过调控径向电磁力分布以及轴向电磁力协同加载，为同时改善管件的壁厚减薄量过大和轴向变形不均匀提供了新的技术途径。为验证成形有效性，利用COMSOL软件构造了管件二维轴对称电磁-结构耦合模型，对比分析了有无凸形集磁器时径、轴向电磁力分布、轴向变形均匀性和壁厚减薄量变化，并研究了凸形集磁器内外壁高度对管件成形的影响。结果表明，相较于传统管件胀形，新成形方法下管件轴向变形均匀性提高了4.2倍，壁厚减薄量减小了33%。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

单双层U形不锈钢波纹管液压胀形变形特征对比研究

基于ABAQUS平台,建立了单层和双层U形不锈钢波纹管液压胀形及回弹有限元模型,解决了建模中的关键问题,采用动态显示算法分析胀形过程,静态隐式算法求解回弹过程,并通过与实验获得的波纹管轮廓对比验证了模型的可靠性。基于此模型,对比分析了单层和双层波纹管胀形过程中的壁厚分布和轮廓特征。采用壁厚变化率反映壁厚变化情况,采用波厚、波高和波距变化量衡量波形尺寸的变化。研究发现:单层波纹管减薄率方面大于双层波纹管,双层波纹管内层壁厚减薄率大于外层;双层波纹管回弹后的尺寸变化大于单层管。     

镁合金摩托车把超塑胀形实验研究及数值模拟

采用WQ4100万能全息试验机对镁合金AZ31B进行拉伸实验,得到真实的应力一应变曲线.以此为基础,采用DYNAFORM,对不同的内压和轴向进给的匹配关系对壁厚的影响进行数值模拟,发现在轴向进给为15 mm,内压为5 MPa为最优加载路径.并通过实验验证了模拟分析的正确性.     

不锈钢方形截面空心构件内高压成形研究

对不锈钢方形截面空心构件内高压成形进行了实验研究,比较了有无轴向进给和加载路径即内压和轴向进给关系对方形截面构件影响。分析产生折叠、起皱和开裂尤其在圆角过渡区产生开裂的原因,给出了成形的合格零件壁厚分布规律。     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

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...     

滑块行程曲线对椭球形件复合成形的影响

分析金属塑性变形程度和应变速率的关系,研究滑块行程曲线对复合成形的影响规律并解决椭球形件成形中常出现的起皱现象和减薄率严重等问题。分别对采用传统的机械压力机和现代伺服压力机成形椭球形件进行有限元模拟分析,得到了不同滑块行程曲线作用下的成形椭球形件壁厚变化规律及起皱的影响。结果表明,相较于传统机械压力机拉深成形而言,应用伺服压力机保压式滑块行程曲线进行拉深成形时,椭球形件不产生内皱缺陷;应用伺服压力机的阶梯式滑块行程曲线拉深成形时,椭球形件的最大壁厚减薄率减小,壁厚分布更加均匀。     

基于Dynaform的T形三通管热态内高压成形加载路径优化

以T形导管内高压成形过程中支管高度和壁厚减薄量为目标参数,采用正交试验方法,以内压、平衡冲头后退量、左右冲头进给量为影响因子设计了正交方案。基于数值模拟的方法研究各工艺参数对成形管件的影响,获得了最优的加载路径。结果表明,通过正交试验和数值模拟可以快速获得综合质量较好的T形导管类零件成形工艺参数。