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。     

胀压成形汽车桥壳直臂方管充液压制成形的模拟及试验

胀压成形是制造汽车桥壳类复杂管件的新工艺,针对某载重5t胀压成形汽车桥壳直臂方管充液压制成形过程,利用有限元软件ABQUS模拟了使用平面型模具压制成形情况,结果表明在不同加载路径下方管表面中心部位均存在凹陷;针对上述现象,将模具横截面上对应方管凹陷部位设计成向模具本体内凹的曲线,模拟了使用12组不同内凹曲线模具的压制成形过程,给出了方管表面凹度大小与凹曲线弦长、凹度的关系,确定了方管表面无凹陷时模具内凹曲线的结构参数;最后进行了低压充液压制成形试验,试验结果与仿真结果吻合。     

大尺寸复杂形状汽车桥壳管件胀压成形机理分析及内外压施加准则的确定

胀压成形是制造大尺寸复杂形状汽车桥壳管件的新工艺,成形性好、所需内压低,但成形机理尚不明晰,尚未有明确的内外压确定方法。简介胀压成形工艺,分析了预成形管坯充液压制过程,揭示出横截面小圆角及大圆弧区的成形机理,推导出应力大小与内压、外压的表达式;提出内压、外压的施加准则,给出初始内压的计算公式及压制方式的数学表达式。针对某轴荷10 t桥壳管件的胀压成形过程进行了有限元模拟,结果表明横截面小圆角、大圆弧区的应力状态及其变化趋势同理论分析一致,揭示了小圆角两侧剪切应力的变化规律,得到了最佳内压系数nf、压制系数ks。进行了桥壳管件胀压成形工程试验,实测模具压制力及样件典型横截面的小圆角尺寸、大圆弧区壁厚,相同条件下的有限元模拟与试验结果吻合,最大偏差为6.81%。     

附加前盖对汽车桥壳胀-压成形性的影响

根据胀-压成形汽车桥壳新工艺,初始无缝钢管经缩径、液压胀形及压制成形后得到带有后油盖及附加前盖的桥壳样件,切除前盖后获得桥壳产品,附加前盖的大小不仅影响材料的利用率,对管坯的压制成形性也有重要影响。针对某小型汽车桥壳,设计了三种不同尺寸、形状的附加前盖,利用有限元分析软件ANSYS模拟了不同附加前盖时桥壳样件的缩径、胀形及压制成形全过程,对比分析了桥包部分的成形性及端部翘曲量,确定了附加前盖的合理尺寸范围。在普通液压机上成功试制出桥壳样件,实际测量了其外形参数,并与模拟值进行了比较,证明了设计方法的可行性。     

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。     

胀-压复合成形汽车桥壳预成形管坯的设计及成形试验

根据胀-压复合成形汽车桥壳新工艺,提出了预成形管坯的设计方法,将其桥包部分截面周长与制件对应部位截面周长的比值定义为截面系数;针对某小型汽车桥壳样件,使用分析软件ANSYS对不同截面系数下的预成形管坯进行了成形的有限元模拟,并根据测定样件的桥包部分过渡圆角的大小,确定了截面系数的取值范围。基于提出的设计方法制定的胀-压复合成形工艺,在普通液压机上成功试制出桥壳样件,实际测量了其外形尺寸,证实了提出的预成形管坯设计方法可行。     

充液压制成形汽车桥壳后盖区开裂分析及预成形管坯形状优化设计

针对目前生产中胀压成形桥壳后盖区存在开裂的现象,通过对两种极端情况下预成形管坯压制成形变形的分析,揭示了后盖区开裂的原因;提出了预成形管坯后盖冠顶最大纵向轮廓形状的设计方法,给出了轮廓基准系数K0和渐变系数K1的定义。针对某载重5t的汽车桥壳,采用ABAQUS有限元分析软件对多组不同后盖尺寸的预成形管坯压制成形过程进行了数值模拟,确定了轮廓基准系数K0和渐变系数K1的取值范围。进行了压制成形实验,结果表明：优化设计后的预成形管坯充液压制时成形效果好,后盖区壁厚减薄率低、无开裂。     

带壁厚偏差的无缝钢管推压-拉拔复合缩径

通过测量、分析某载重6.5 t胀压成形汽车桥壳用钢管的轴向及周向的壁厚,建立了带壁厚偏差管坯的几何模型及推压-拉拔复合缩径的力学模型,分析了薄壁侧、厚壁侧管坯的受力及变形差异;通过对不同壁厚偏差管坯两侧的推压-拉拔复合缩径进行数值模拟,揭示了壁厚偏差对传力区应力及管坯壁厚的影响规律,并基于传力区不失稳条件给出了初始管坯的周向壁厚偏差的最大值;在专用缩径设备上成功试制出缩径样件,试验结果与有限元模拟所得规律一致。     

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。     

汽车桥壳液压胀形工艺增压系统设计

液压胀形是制造管壳类零件的一种先进成形方法。在分析汽车桥壳液压胀形工艺的基础上，设计了双级增压系统以实现液压胀形过程中低压快速充液、补液增压、高压校形以及快速泄压的工作要求。确定了压力控制路径和增压器位移路径，给出了基于位移控制为主、压力控制为辅的控制策略，并进行了生产性试验，得到了成形性较好的液压胀形汽车桥壳管件。