Y型三通管充液挤压成形的数值模拟

提出一种基于液压胀形和挤压成形的Y型三通管充液挤压成形工艺.利用Abaqus有限元软件对该成形工艺进行了数值模拟,研究了成形过程中的主要缺陷以及内压大小、内压加载路径、摩擦系数对三通管成形质量的影响规律.结果表明:管的主要质量问题是壁厚分布不均匀和起皱.内压大小对起皱起决定性作用,当内压在30MPa以上时,起皱消失.当...     

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.     

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。     

摩擦系数对薄壁T型管内高压成形的影响

为探究不同摩擦系数对成形T型三通管支管高度、壁厚差、最小壁厚及关键部位的壁厚变化的影响,利用DYNAFORM软件,对薄壁T型三通管内高压成形过程进行了模拟,研究了在0.01~0.2范围内6种不同摩擦系数情况下,支管高度和壁厚的变化,分析了最小壁厚和关键点随时间的变化情况,并选用4种不同润滑剂进行实验验证。结果表明:成形T型三通管的合适的摩擦系数区域为0.06~0.125,摩擦系数过大或过小都会影响T型三通管的成形效果。依据模拟结果,对薄壁铝合金管材进行成形实验,研究发现实际管材成形效果与DYNAFORM模拟结果较为吻合,验证了数值模拟结果的合理性。     

内压分布对内高压成形Y型三通管壁厚均匀性的影响(英文)

对薄壁Y型三通管的内管压成形进行研究。通过轴向补料,管材可以被推入模腔从而获得更高并且相对减薄率小的支管。但是Y型三通管的导向区较长,在内压作用下管材和模具之间会产生较大的摩擦力,使得材料难以流入支管。提出了采用多段式冲头用来改变导向区的内压分布并且减小导向区的摩擦力的方法。对铝合金Y型三通管进行内高压成形实验,采取两种方案,分别使用传统冲头和多段式冲头进行对比。对壁厚分布和减薄率分布进行研究,并对使用不同冲头的结果进行对比。     

T型管轴压胀形的数值模拟研究

基于ABAQUS软件对T型三通管轴压胀形进行了数值模拟,分析了内压力、轴向进给量对成形质量的影响。研究结果表明:当进给量一定时,支管高度随内压力的增大而缓慢增高,但最小壁厚明显变薄;当内压力一定时,支管的高度随着轴向进给量的增加而迅速增高,同时壁厚差也迅速加大;当上冲头的初始位置为6 mm和摩擦系数为0.1时,内压力为90 MPa,轴向进给量为13.5 mm时,得到的三通管性能最好。     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.     

内高压成形理论与技术的新进展

介绍哈尔滨工业大学在内高压成形基础理论、关键技术及工业应用等方面取得的重要进展。在基础理论方面,利用平面应力屈服椭圆描述典型内高压成形过程中应力状态及壁厚变化趋势;揭示变径管内高压成形过程中壁厚分布规律以及多边形截面环向的壁厚分布特点;指明整形阶段圆角充填时存在极限圆角半径;发明了用于测量管材环向力学性能的管材环向拉伸实验方法。在工艺关键技术方面,针对航空航天领域对大直径薄壁复杂管件的需求,发明了Y型薄壁三通管两步成形方法、双层管充液弯曲方法,试制出超薄Y型三通管、整体不锈钢进气道及弯管零件。在工业应用方面,研制了合模力最大达55 MN的工业生产用大型内高压成形机,并成功地用于轿车底盘零件大批量生产。     

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。     

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。     

汽车发动机排气歧管的内高压成形技术

研究了Y型三通管的内高压成形工艺过程,分析了成形过程中过渡区起皱及支管破裂等缺陷产生的原因,从而为实际生产中的Y型三通管内高压成形工艺设计提供了相关指导。利用所成形的Y型三通管制造了汽车发动机排气歧管样件,为内高压成形技术在汽车行业的推广应用奠定了理论与实验基础。     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

内高压成形三台阶轴过程中内压值影响的有限元分析

以内高压成形台阶轴过程中压力参数的影响为研究目标,利用大变形非线性塑性有限元方法对成形零件的壁厚和应变分布规律进行了探索。给出了不同内压条件下零件的壁厚及应变分布,并就内压对成形的影响进行了讨论。分析了不同压力对起皱和减薄等缺陷的影响,并在此基础上给出了相应的实验结果。分析结果表明,内压值的选取对内高压成形台阶轴具有重要影响,对文中台阶轴来说,30MPa的压力值是成形的最佳压力。     

Deformation analysis of double-sided tube hydroforming in square-section die

In this paper, in order to explore the deformation behavior of double-sided tube hydroforming in square-section die, effect of external pressure on the critical effective strain was theoretically analyzed firstly. And then a special experimental setup was designed for double-sided tube hydroforming in which the difficulty of simultaneous loading was overcome using two independent intensifiers and servo controlling while the sealing of external pressure was guaranteed by the O rings assembled in the interfaces of mandrel/base plate and outer cylinder/base plate. Furthermore, 5A02-O aluminum alloy tubes with outer diameter of 63 mm and thickness of 2 mm were investigated under different external pressures varying from 0 to 80 MPa. At the same time, numerical simulation was conducted using the Abaqus/Explicit software. It is shown that increasing of external pressure has an effect on the fraction of grain boundaries, the number and size of the microvoids and the microhardness in the transition zone, and thus increases the critical effective strain in the transition zone. It can be concluded that the deformation ability of the transition zone is improved by the external pressure in double-sided tube hydroforming of square-section. This investigation shows that double-sided tube hydroforming is a potential forming method for the fabrication of lightweight hollow structures using the tubes with low ductility.     

内压对薄壁管充液压弯时的影响

失稳起皱和截面畸变是薄壁管弯曲成形过程中的主要缺陷,通过数值模拟和实验的方法,研究了液压支承下管材的弯曲变形行为,进行了从无内压到内压为18MPa的管材充液弯曲成形,分析了充液弯曲成形过程中的内压值对成形的影响,给出了成形后的不圆度和典型点壁厚减薄率的变化规律,结果显示,随着充液压力的增加,管材的截面不圆度逐渐减小,管材内侧壁厚增厚趋势减小,外侧壁厚减薄趋势增大。并根据模拟结果给出了成形后的典型点的应力状态。     

Improvement of Formability by Oscillation of Internal Pressure in Pulsating Hydroforming of Tube

A new history of internal pressure in the hydroforming processes of tubes is developed to attain high formability. The effect of improvement of formability by the oscillation of internal pressure in a pulsating hydroforming process of tubes is examined using both finite element simulation and experiment. The deformation behaviour during the hydroforming is greatly affected by the oscillation of internal pressure. For a monotonic history of small internal pressure, the wrinkling was caused by insufficient bulging, whereas the necking and bursting occurred for a monotonic history of large internal pressure. The occurrence of these defects can be avoided by oscillating the internal pressure in the pulsating hydroforming. The improvement of formability in the pulsating hydroforming is due to both low pressure and oscillation of pressure. The effects of the amplitude and cycle number of pressure in the pulsating hydroforming on the deformation behaviour are investigated. It is found the oscillation of internal pressure is effective in preventing the occurrence of defects.     

Influence of axial feeding on the growth of circumferential thickness deviation in free hydraulic bulging

Loading paths (hereafter referred as LPs) that consist of internal pressure and axial feeding are important manufacturing conditions in tube hydroforming. Among the factors that affect LP design, friction between the forming die and tube causes the most difficulty due to its complicated characteristics. Although there is no friction, a number of issues with LP design remain. In this study, free hydraulic bulging (hereafter FHB) with internal pressure and axial feeding is investigated. In FHB, tubes are freely expended without friction. It has been shown that axial feeding affects the circumferential thickness distribution in the tube periphery. The tubes in this study are straight seamless tubes. Seamless tubes typically have predictable thickness deviations resulting from their manufacturing processes. In general, the degree of thickness deviation will increase as the tube expands. A FEM simulator is used to analyze the mechanism of the growth of thickness deviation.     

管材内高压胀形的实验研究与数值模拟

介绍了管材无模轴压胀形的实验,研究表明,适度的褶皱有助于提高成形极限。有限元数值模拟显示,随着内压—轴压匹配模式的改变,内压增长率对褶皱的演化表现出不同的影响效果。针对管坯—模具间摩擦对T型管复合胀形成形性的影响,分别从实验和有限元数值模拟两方面进行了研究。     

支叉管零件充液成形工艺

针对某军机支叉管类零件的结构型面复杂、曲率变化大的特点,其传统的成形方式主要采用落压成形,在成形过程中易产生起皱、破裂和表面质量差等问题.因此,提出采用被动式充液成形来加工支叉管零件,并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立有限元分析模型,对其充液成形过程进行有限元仿真模拟,研究不同压边力对充液成形的影响,从模拟...