单道次渐进成形锥形件壁厚均匀临界成形角的研究

基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建单道次渐进成形锥形件的有限元模型,利用数值模拟和实验方法研究单道次渐进成形锥形件的壁厚均匀临界成形角。通过研究不同成形角的锥形件,获得所用板料的壁厚均匀临界角,并分析了坯料厚度和轴向进给量对壁厚均匀临界角的影响。数值模拟结果和实验结果均表明,随着坯料厚度增大,壁厚均匀临界成形角逐渐增大,轴向进给量对壁厚均匀临界成形角影响基本无影响。     

汽车异形管件挤压成形计算机仿真

对汽车异形管件的挤压成形过程进行有限元模拟,研究了管坯厚度和成形轴向速度对管件成形质量的影响。模拟结果表明:管壁厚度从两端出现急剧缩小,并在管道中间处出现小幅上升;壁厚减幅最大处出现在管材两端倒角和胀形最大区域的连接处;壁厚为1 mm,轴向速度为0.5 mm/s时,得到的成形管件管壁最大等效应力为284 MPa,接近于理想状态,未发生冲击断裂的危险;等效总应变则随着壁厚和轴向速度的增加而逐渐减小。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

变截面薄壁复杂铝合金管件充液成形压力参数对零件成形的影响

变截面薄壁复杂铝合金管件是飞机管路中的重要组成部分.通过有限元分析软件建立零件充液成形的有限元模型,采用单因素分析法,在给定轴向进给量、摩擦系数、终成形压力相同的条件下,成形相同的铝合金零件,并综合分析在预成形阶段加载不同的低压预成形压力以及在补料阶段加载不同的补料压力时,管坯与模具的相对位置及壁厚分布规律,来研究不同...     

螺杆钻具双等壁厚金属定子外高压成形方法研究

为了解决页岩气开采用螺杆钻具双等壁厚定子内螺旋曲面难加工的问题,建立双等壁厚定子的外高压成形数值模拟模型,研究管坯几何尺寸、液压力大小和回弹对定子成形质量的影响规律,通过实验和三维测量验证了数值模拟模型的准确性。结果表明：管坯几何尺寸与壁厚、等效塑性应变、位移、残余应力和间隙值成正比;成形液压力达到150 MPa及以上对等效塑性应变、壁厚几乎没有影响;定子胀型区域的回弹量大于过渡区域和接触区域;当成形液压力为210 MPa,管坯内径为88 mm,定子成形质量最优。     

薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形实验研究

采用弹性填料作为传力介质对薄壁小弯曲弯头进行挤胀成形,研究了薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形机理和主要影响因素,分析了弹性介质下的薄壁小弯曲弯头挤胀成形过程和壁厚分布规律.结果表明:弹性介质在冲头轴向推力与球形芯轴反推力的双向挤压下发生弹性变形并形成连续的弹性体以产生胀力,弯曲时将管坯紧贴于凹模,同时推动管坯沿凹模型腔变形流动;此外,球形芯轴的进给量是弹性介质挤胀成形工艺的关键,在进给量不足时使成形件出现截面畸变及出口端塌陷变形等缺陷;以管径Φ32 mm×1 mm的LF2M铝合金弯头成形为例,球形芯轴的进给量控制在75°时,成形件整体壁厚分布相对均匀,外侧最大壁厚减薄率为16％.     

大直径厚壁管冷弯成形壁厚控制方法

以AP1000主管道热段为研究对象,根据大直径厚壁管冷弯成形特点,提出可采用预制偏心管坯的方法对冷弯成形管件壁厚进行有效控制。通过分析偏心管坯的偏心量与管件成形后弯曲段壁厚间的关系,得到了偏心量的选取范围,并给出了确定偏心量下限的理论计算公式。采用1∶10的偏心管坯进行冷压弯曲实验,结果表明,偏心管坯可以实现对管件弯曲成形后壁厚的有效控制,依据确定偏心量的理论计算公式所确定的偏心量,能够保证弯曲成形后管件壁厚在允许的偏差范围。文章为解决厚壁管弯曲成形的壁厚控制问题提供了一种新的技术途径。     

大减径比阶梯管坯液压胀形轴向力加载方式的研究

针对以大减径比、轴向尺寸长阶梯管为管坯的液压胀形,理论确定了胀形管坯各区段的轴向应力,分析了轴向力作用位置对阶梯管坯直臂区及锥形区轴向应力状态和胀形区金属补料效果的影响。提出胀形初始轴向力同时作用于管坯端头及锥形区,仅作用于管坯端头和仅作用于锥形区3种轴向力加载方式。通过模拟阶梯管坯的胀形过程,揭示了不同轴向力加载方式对胀形管坯成形性的影响规律:胀形初始轴向力同时作用于管坯端头及锥形区时,管坯成形稳定性高,胀形区最大壁厚减薄量小,且成形合模力较仅作用于管坯端头方式低68.9%(较仅作用于锥形区方式低39.7%)。在普通液压机上试制出合格样件,验证了理论分析及模拟结果的正确性。     

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...     

管材多点成形过程中壁厚减薄的数值模拟

基于动态显式有限元ABAQUS/Explicit,建立了管材多点成形过程的三维有限元模型,模拟分析管壁厚度、曲率半径和管坯的材料参数对管件壁厚的影响规律。结果表明,管壁厚度的增加和曲率半径的增大,有助于控制管件壁厚减薄,但管壁厚度对壁厚减薄的影响不显著,而随着曲率半径的增大,壁厚减薄率变化比较明显;在管件的截面畸变发生前,壁厚减薄量增大较快;合理地选择材料,可以有效地预防管件破裂的产生。该研究结果对管材多点成形参数的确定,具有指导作用。     

固体颗粒介质成形新工艺及变形研究

固体颗粒介质成形新工艺,是采用固体颗粒代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用,对金属板料成形的工艺。固体颗粒介质成形新工艺,即可以解决流体介质、粘性介质的密封难题,又具有内压非均匀分布、便于控制成形、提高材料成形极限、降低投资成本、所得零件表面质量高、成品率高的优点,且固体颗粒无工业污染,可重复使用。该工艺为材料的加工制备提供了新的方法和手段。利用塑性增量理论,对自由变形区任意一点的应变进行了分析,得到了自由变形区任一点的应变及厚度计算公式。采用固体颗粒介质成形工艺,进行板料成形试验,成功试制出多种典型工件;对试验件壁厚分布的计算值和实测值进行了比较,证明理论正确。     

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。     

Hydroforming of automotive structural components with rectangular-sections

An experimental and numerical simulation was conducted to investigate hydroforming of automotive rectangular-section structural components and the results were used as guidelines for some prototypes. The effect of loading path on the failures and thickness distribution was discussed and the reasons were analyzed for the failures, such as bursting and folding. Hydroforming with axial feeding is strongly sensitive to the loading path. Bursting occurs in transition zone in the calibration when the internal pressure increases faster than the axial feeding. Otherwise, folding will take place due to too much axial feeding. There is the maximum thickness at central point of the side of cross-section and the minimum thickness at the transition area. If the n value of the tube material is bigger, the thickness of the final part will be more uniform. By using a petal-like perform section shape, the pressure for forming the transition radii was greatly reduced and components with small radii can be formed with relatively low pressure.     

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...     

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。     

粗镁直接熔炼AM60B镁合金中的夹杂物及其力学性能

为了研究粗镁直接熔炼AM60B镁合金锭各个部分力学性能及夹杂物的分布,在粗镁熔炼AM60B镁合金锭的左、中、右各部取样,进行拉伸和冲击试验。采用SEM观察断口形貌.并用EDS分析镁合金中的夹杂物分布。结果表明,粗镁直接熔炼AM60B镁合金锭中间部分抗拉强度和屈服强度较两侧稍低一些,左、中、右各部分的伸长率依次增大。AM60B镁合金锭中间部分冲击韧度较两侧高一些。镁合金锭左侧部分含有硅夹杂物,中间部分有碳氧化合物,右侧部分有溶剂夹杂物。     

Wrinkling behavior of magnesium alloy tube in warm hydroforming

In tube hydroforming with axial feeding, under the effect of coupled internal pressure and axial stress, wrinkles often occur and affect the forming results. Wrinkling behavior of an AZ31B magnesium alloy tube was experimentally investigated with different loading paths at different temperatures. Features of wrinkles, including shape, radius and width, were acquired from the experiments, as well as the thickness distribution. Numerical simulations were carried out to reveal the stress state during warm hydroforming, and then the strain history of material at the top and bottom of the wrinkles were analyzed according to the stress tracks and yielding ellipse. Finally, effects of loading paths on expansion ratio limit of warm hydroforming were analyzed. It is verified that at a certain temperature, expansion ratio limit can be increased obviously by applying a proper loading path and realizing enough axial feeding.     

单侧双排四通管液压胀形壁厚与补料规律研究

以单侧双排四通管液压胀形工艺为研究对象,运用数值模拟方法分析不同加载参数条件下单侧双排四通管液压胀形支管高度、壁厚分布和补料情况,得出单侧双排四通管液压胀形壁厚分布和补料的一般规律.结果表明:单侧双排四通管液压胀形以两支管外侧主管补料为主,支管间内侧主管补料很少.加载参数对支管高度和外侧主管补料影响较大,对最大、最小壁...     

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。     

基于主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压成形

无芯模旋压由于不受芯模限制,适合复杂曲母线工件的柔性旋压成形,但仍需一定的辅助支撑,以克服成形形状精度较差的问题。针对主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压,运用仿真与实验相结合的方法分析其在有无端部辅助支撑、有无辅助旋轮支撑时的旋压效果,分别对仿真结果的应力、应变、轮廓形状和壁厚分布情况进行了探讨。结果表明,端部辅助支撑有助于提高整体弯折变形效果,辅助旋轮支撑有助于板料局部成形,复合辅助支撑则综合了两者的成形特性,可以得到满足成形质量的工件。另外,通过变进给和首道次预成形直线形状的两道次旋压成形方法,对成形质量进行改善,结果表明两种方法相结合可以明显提高最大减薄率,改善壁厚均匀度。