铝合金圆环压缩过程中的分流行为

利用有限元方法对不同圆环压缩过程中的分流行为进行模拟研究,揭示铝合金圆环压缩过程中分流行为的产生机理,并利用罗德系数、J_2应力偏量不变量等特征量对成形机理进行分析.结果表明:外侧施压时,随着高径比增大,难变形区明显扩大,向内侧流动的金属量逐渐减少,分流面位置明显左移;内侧施压时,随着摩擦因子增大,塑性区内应变类型由均一压缩类变为3种共存,此时向内侧流动的金属量增大,其流动分界面相对右移.     

带筋管充液压形实验研究

为探讨带筋管整体成形的可行性,通过实验方法初步探讨了带筋管整体成形的力学条件及关键影响因素。实验结果表明,在消除筋板内环的径向、轴向和环向自由度后,充液压形工艺可实现带筋管的整体成形;采用充液压形工艺可以成形出高径比为5,径厚比为42.5的带筋椭圆紫铜管件。单自由度影响实验表明,侧翻和起皱是带筋管充液压形的两类典型缺陷,消除轴向自由度,可抑制侧翻缺陷的发生,消除环向自由度同时保持环向拉应力状态,有助于消除起皱缺陷。     

6063铝合金中空构件充液压形成形

为促进铝合金中空构件在汽车上的应用与推广,分别采用数值模拟和实验验证研究了铝合金中空构件在室温下充液压形的可行性,分析了内压对成形结果的影响,总结了成形过程中出现的主要缺陷形式及每个缺陷的发生原因。结果表明充液压形在室温下成形铝合金中空构件是具有可行性的,同时成形时所需内压较低,室温成形时所需压力仅为2~10 MPa。失稳弯曲和死皱是充液压形的主要缺陷形式。适当增大内压可消除失稳弯曲缺陷,控制坯料的膨胀变形即可消除死皱缺陷。虽然弯矩是压形的主驱动力,但对于铝合金而言,当其内压增大至6 MPa时,其成形件的回弹量很小几乎可以忽略。     

盘类锻件成形过程变形模式的模块化分析

针对塑性体积成形过程复杂且金属流动行为难于分析的现状,从塑性加工力学角度,首次将复杂盘类锻件模锻成形过程的不同阶段和区域抽象分解为圆柱压缩、圆环压缩和类挤压3个基本变形模式,使盘类锻件模锻问题的分析模块化.抽象构造出三维复杂构件模型,针对模锻成形过程的不同阶段和区域,利用基本变形模式的成形规律对其进行深入分析,给出了耦合成形过程中金属变形及流动的规律,及不同模腔内金属流动分界面的形状和塑性区的分布特征.通过深入分析不同变形模式及互相耦合流动行为,揭示了盘类构件模锻成形过程中金属的变形流动规律,为盘类锻件精确塑性成形的变形流动控制提供理论据.     

差厚拼焊管胀形减薄率不均匀性分析

结合有限元数值模拟和试验,研究差厚拼焊管胀形减薄率分布规律,并从应变状态和应变历史角度分析减薄率不均匀性产生的原因,进而研究厚度比、长度比及硬化指数n对减薄率分布的影响。结果表明差厚拼焊管胀形时薄、厚管不同部位始终处于不同的轴向应变状态,导致在发生相同的环向应变时,厚向应变分布不均。厚管愈靠近焊缝区域减薄率愈小,薄管愈靠近焊缝减薄率愈大。厚度比和硬化指数n对壁厚分布影响明显,厚度比越大、n值越低,胀形后薄、厚管的壁厚差越大;但厚度比影响主要集中在焊缝附近,n值影响整个胀形区的壁厚分布。     

充压镦形技术原理及应用

针对通过"膨胀"变形模式成形中空零件时,塑性变形全部靠内压来驱动,存在对高压依赖严重、壁厚减薄、生产效率低等困难,提出了充压镦形技术,其成形思路与膨胀成形恰好相反.原理是借助内压的支撑,对管坯进行"截面压缩"来成形变截面中空零件.并应用了在法向力支撑下板壳面内压缩失稳应力提高的力学原理.结果表明,变形模式的改变释放了内...     

AZ41 镁合金管材充液压形规律探究

目的实现镁合金管材的室温成形。方法利用物理实验的方法研究AZ41镁合金薄壁管材充液压形过程中的成形规律,分析主要缺陷形式,并揭示圆角填充过程和壁厚分布规律。结果 AZ41镁合金管材充液压形易发生破裂和失稳缺陷。内压过低变形部位难以转移,导致弯曲破裂的发生;内压过高,管坯合模前膨胀,导致截面周长大于零件截面周长,进而发生起皱。结论最终在5.6 MPa的支撑内压下成功成形出了最小圆角5 mm的零件,最大减薄率小于5%。     

初始缺陷对耐压结构承载性能影响

目的基于有限元方法,通过分析研究深海耐压圆筒结构在不同初始缺陷下的屈曲压力,研究初始缺陷对厚壁圆筒承载极限的影响。方法建立了三维厚壁筒模型,分别研究了圆筒在初始几何缺陷、初始应力缺陷和两种缺陷复合的状态下,结构的承载性能,并将得到的结果与理想状态下的结构作对比。结论结果表明,无论是初始几何缺陷,还是初始应力缺陷,都会降低结构的承载极限。     

板料激光正弦扫描成形研究

板料激光弯曲成形是一种利用激光成形工件的柔性成形技术。研究激光成形过程中板料变形与扫描路径之间的关系对该技术的应用尤为重要。文章以板料激光扫描成形过程为研究对象,对激光曲线扫描中较为普遍的正弦路径进行了有限元模拟分析。结果表明,在相同工艺参数下,正弦扫描时,光斑在板料边缘停留时间相对较长,温度峰值攀升更为迅速;由于板料成形中只受热应力作用,变形区域的形状、大小与扫描路径有关。由于约束的影响,正弦扫描成形时,板料加热区表现为一个半径较大的圆弧状区域,并且由于板料中间部位受到的刚端抑制作用相对较大,使两端产生翘曲。随着弦高的减小,翘曲现象减轻,渐呈准直线。     

Mechanism of weld-line movement within hydroforming of tailor-welded tube

To reveal the reason of weld-line movement in hydroforming of a tailor-welded tube (TWT) with dissimilar thickness,the stress ratio of axial stress to circumferential stress is derived by mechanical analysis and analyzed between the thicker and thinner tubes,as well as the property of the axial strain. During TWT hydroforming,tensile strain along axial direction happens on the thinner tube. On the contrary,compressive strain happens on the thicker tube. Experiments are conducted to varify the weld-line movement regularity and strain distribution. It indicates that the weld-line moves from the thinner part to the thicker during TWT hydroforming. The thinning ratio of the thinner tube is bigger than that of the thicker tube,especially in the zone near weldline. Stress ratio difference between the thicker tube and the thinner tube is the main reason of weld-line movement and non-uniform thinning ratio distribution.