超塑成形的钛合金高尔夫球杆头壁厚分布规律研究

应用ABAQUS软件对TC4合金高尔夫球杆头本体部分超塑胀形进行仿真,分析了不同加载路径、不同摩擦系数以及不同应变速率对壁厚分布的影响,着重分析了上述不同情况下危险点的壁厚随时间的变化规律.结果表明,采用合理的加载路径、低的摩擦系数以及高的应变速率敏感性指数m值可以很好地改善成形件的厚度不均匀性,提高成形件危险点的壁厚.试验验证了仿真和试验结果比较吻合.     

基于最大m值法的超塑性胀形最佳压力加载方式

采用最大m值法拉伸试验获得了随应变变化的最佳应变速率关系曲线,以控制钣金超塑胀形气压加载,使得板料变形集中部位的实际等效应变速率等于变化的最佳应变速率,而非等于恒应变速率拉伸获得的最佳应变速率定值,从而获得比目前基于恒应变速率超塑胀性更优良的成形性能。以2A12铝合金为研究对象,采用最大m值法拉伸实验获得其最佳应变速率关系曲线,以控制超塑性胀形,并与恒应变速率胀形进行比较;为改善壁厚均匀性,设计了正反胀形模具与工艺,并结合有限元软件MSC.Marc 2010,对整流罩进行单向和正反向胀形模拟,并进行实验验证。结果表明,对于单向胀形,基于最大m值法的简化应变速率胀形,其成形时间仅为760s,较恒应变速率胀形3 360s大幅缩短,而二者的减薄率分别为70.4%和70.9%,在降低减薄率的同时,极大的提高了胀形效率;基于最大m值法的简化应变速率正反胀形,零件最小壁厚为1.157mm,较基于最大m值法的简化应变速率单向胀形零件的最小壁厚0.887mm有一定程度增加,而不均匀性则由69.97%降为28.9%,有效改善了壁厚均匀性;实验证明,采用最大m值法的胀形件的最小壁厚有所提高,均匀性得到了有效改善,且壁厚分布与模拟结果相吻合。     

镁合金板材正反向快速气压胀形实验

采用两种不同轮廓的反向预成形模具进行高应变速率气压胀形实验,结果表明,内外凹圆弧预成形模的成形效果好于半圆弧预成形模,反向胀形的时间可控制在10s,表面和微观组织均无明显缺陷。利用上述预成形模进行半球件正反向气压自由胀形实验,研究正反向胀形的效果,正反向胀形可以显著提高AZ31B镁合金板料的成形能力,使胀形件高径比从0.344提高到0.522,并使壁厚均匀度从19.4%提高到半圆弧预成形模具的32.3%,内外凹圆弧预成形模具的45.5%。在400℃温度下胀形300s,可以成形出高径比为0.522的完好半球件。     

铝合金超塑性气胀成形壁厚分布工艺研究

应用MARC软件对铝合金的超塑性胀形进行仿真,分析正反向和正向超塑胀形对成形件壁厚分布以及不同变形量对胀形结果的影响,比较了2种不同胀形方式对成形件壁厚分布和成形极限的影响。结果表明,采用合理的正反胀形可以很好地改善成形件的厚度不均匀性并大大提高成形极限,实验验证了仿真和实验结果相吻合。     

泡沫镍孔径金相测定方法的研究

基于刚粘塑性有限元技术采用最大应变速率恒定的压力控制策略和超塑性成形空洞损伤演变模型对空洞敏感材料的超塑性胀形过程进行了数值模拟.分别以半球壳和圆筒形零件为例,给出了优化后自由胀形和充模胀形的加压曲线,预测了成形零件的壁厚分布及空洞体积损伤情况.本文分析结果对指导超塑性胀形工艺设计具有实际意义.     

背压对AZ31镁合金板材快速气压胀形的影响

利用快速气压胀形实验,研究背压对AZ31镁合金轧制板材胀形时空洞体积分数、胀形高度和壁厚分布的影响。研究结果表明,在胀形温度为350℃的工艺条件下,胀形件顶部在无背压和加载背压时,空洞的比率分别达到了21%和16%。在相同的应变下,加载背压时获得的胀形件中的空洞比率小于无背压时的空洞比率。背压的加载,能有效降低板材中空洞的分布比率,提高板材的胀形高度,进而提高成形极限。     

镀锡钢薄壁罐胀形壁厚变化分析

为了提高薄壁罐气压胀形的成形质量,减少壁厚严重减薄而产生皱折、破裂等成形缺陷,使用钣金成形专用软件模拟薄壁罐气压胀形过程。分析了成形3个阶段金属流动情况、壁厚变化、应力和应变分布规律以及罐坯成形极限,中间阶段对胀形结果影响明显,壁厚减薄、应力和应变的最大值发生在胀形的最大变形区。试验验证与模拟分析吻合。     

DC04钢板胀形-渐进复合成形锥形件成形能力的实验研究

为了提高渐进成形过程中板料的成形极限和加工效率,提出了胀形-渐进成形的复合成形方法,通过胀形-渐进成形复合成形锥形件实验,研究了DC04钢板胀形-渐进成形复合成形锥形件和纯渐进成形锥形件的成形极限角和应变变化以及壁厚分布规律。结果表明:预成形高度为h=15 mm和h=25 mm时,复合成形零件的成形极限角分别为α极=66°和α极=69°;采用胀形-渐进成形复合成形锥形件,当胀形的最大减薄量发生在局部渐进成形区内,并且胀形和渐进成形的最大减薄量位置方向相反时,锥形件壁厚趋于均匀,提高了胀形-渐进成形的复合成形能力。     

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。     

摩擦系数对异型罐胀压成形的影响

研究了不同摩擦系数对异型罐胀压成形过程的影响,分析了异型罐简易模型及网格剖分规律.结果表明,随着摩擦系数的增加,成形零件最薄厚度缓慢变大,壁厚最大减薄率逐渐减小;壁厚减薄速率随着胀形载荷的增加逐渐降低,在摩擦系数增加的情况下表现得更加明显.