工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形回弹的影响

工艺参数对双层波纹管液压胀形回弹有重要影响。为提高波纹管成形的精度,基于ABAQUS平台,对双层波纹管液压胀形及回弹过程进行仿真分析,研究了内压力、模具行程和挤压速度对不同膨胀比波纹管回弹后的长度、波高和波厚的影响。结果表明,内压力和模具行程增大时,波纹管长度变化量、波高变化量和波厚变化量均基本呈线性增大趋势,且长度和波厚的变化量远大于波高变化量;内压力对回弹的影响大于模具行程的影响;回弹量对工艺参数的敏感性随膨胀比的增大而增大。对于膨胀比为1.47的波纹管,内压力增大150%时,波纹管长度、波高和波厚变化量分别增大了119%,175%和167%。模具行程增大20%时,波纹管长度、波高和波厚变化量分别增大了26%,18%和29%。     

超薄壁不锈钢波纹管件液压成形工艺研究

为了解决传统拼焊制造超薄壁不锈钢波纹管弹性差、寿命短、易破裂等问题，采用液压成形技术成形超薄壁不锈钢波纹管件。针对超薄壁不锈钢波纹管件截面形状复杂以及管壁易失稳起皱破裂的成形难点，设计了不同的加载路径。利用CATIA进行建模，使用Dynaform有限元分析软件进行数值模拟。基于波纹管成形过程中的波高与壁厚减薄情况研究了模具间隙、预胀形内压和整形压力对成形质量的影响规律。试验结果表明，对于复杂异形截面的填充，管内压强和轴向进给的增大有利于材料流动进入圆角区域以及管坯与模具的贴合。对于内径Φ50 mm,壁厚0.4 mm的复杂截面波纹管，预胀形内压7.5 MPa,整形压力20 MPa,轴向进给为20 mm为最佳参数匹配。开展了相关试验，验证了模拟结果与试验结果相符，获得的波纹管满足尺寸与性能的需求。     

层数对不锈钢波纹管液压胀形影响研究

多层不锈钢波纹管是管路系统中的关键零件。由于层与层之间存在接触和摩擦作用,多层不锈钢波纹管的液压胀形过程极其复杂。为提高波纹管的成形质量,基于ABAQUS有限元分析软件模拟多层波纹管液压胀形过程,研究了层数对波纹管成形壁厚和波高的影响。结果表明:在波峰和波谷顶点位置,外层管坯的减薄率大于内层和中层;在波纹直壁区,内层管坯的减薄率大于中层和外层;总厚度相同时,多层波纹管波高和内径随层数的增大而增大,波纹管层数增多可降低波峰产生破裂的趋势。     

单双层U形不锈钢波纹管液压胀形变形特征对比研究

基于ABAQUS平台,建立了单层和双层U形不锈钢波纹管液压胀形及回弹有限元模型,解决了建模中的关键问题,采用动态显示算法分析胀形过程,静态隐式算法求解回弹过程,并通过与实验获得的波纹管轮廓对比验证了模型的可靠性。基于此模型,对比分析了单层和双层波纹管胀形过程中的壁厚分布和轮廓特征。采用壁厚变化率反映壁厚变化情况,采用波厚、波高和波距变化量衡量波形尺寸的变化。研究发现:单层波纹管减薄率方面大于双层波纹管,双层波纹管内层壁厚减薄率大于外层;双层波纹管回弹后的尺寸变化大于单层管。     

铝合金Ω形波纹管轴向低压压形工艺

为了得到具有大直径大膨胀率且壁厚减薄小的铝合金Ω形波纹管,提出了一种轴向低压压形工艺,其核心思想是通过合理匹配成形内压与轴向进给间的关系来提高波纹管的成形质量。同时,通过实验与数值模拟分析结合的方式,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了波纹管轴向低压压形过程的有限元模型,并基于波纹管轴向低压压形过程中的等效应力及壁厚分布情况,分析了3种不同加载路径对波纹管成形过程的影响,获得了成形内压与轴向进给间最佳的匹配关系。结果表明,由加载路径3阶梯形匹配关系所得波纹管的形状精度高,最大减薄率为12.1%,验证了工艺的可行性。     

汽车纵梁液压成形模拟研究

为探究汽车纵梁液压成形规律,并为其工程化应用提供必要的指导,对方形管进行脉动液压成形实验及数值模拟,并通过实验验证模拟的正确性。首先明确纵梁液压成形工序及主要参数,然后对其成形全过程进行仿真研究,最后基于此分析了液压加载路径、成形模具与管坯接触面间摩擦系数对纵梁液压成形壁厚分布及成形件最大减薄率的影响规律。结果表明:在常规加载中,前期增压至成形压力值一半左右,并进行一段时间的保压,后期升压至成形压力,其加载路径下的成形构件最大减薄率最小,壁厚分布整体最均匀;在此加载路径基础上,采用脉动加载可进一步提高其成形质量;同时,摩擦系数越小,成形最大减薄率越小,整体壁厚值越接近初始管坯值且分布越均匀。     

基于柔性滑动分体式型腔模具的环形件内高压胀形研究

针对具有小半径圆角的薄壁环形件的内高压胀形工艺存在所需内压过大和零件贴模程度差的问题，提出了传统内高压胀形以及基于柔性滑动分体式型腔模具的内高压胀形两种成形工艺。分析了在相同加载路径下两种成形工艺的有限元模拟结果，确定了基于滑动分体式型腔模具的内高压胀形工艺方案为较优方案。采用正交试验探究了进给量、最大内压和保压时间对成形件的胀形高度和最大壁厚减薄率的影响，并对试验结果进行了极差分析，结果表明，进给量和最大内压分别是胀形高度以及最大壁厚减薄率的最大影响因素。对试验结果进行综合分析得到了最优方案，即进给量19 mm、最大内压80 MPa和保压时间1 s。采用最优方案进行了试验，结果显示该方案可成形出合格的零件，测量成形件的壁厚分布并与有限元模拟结果进行了对比，有限元模拟结果与试验结果的壁厚减薄趋势基本相符。     

TRB管无补料液压胀形波纹管的研究

首次通过理论设计建立了在无补料液压胀形波纹管时，TRB管参数与S、V、U型波纹管参数的关系，并建立了TRB管液压胀形S型、V型、U型波纹管的有限元模型，验证了无补料液压胀形技术的可行性。有限元模拟结果显示，S型波纹管的最大壁厚差为设计壁厚的8%,壁厚差大部分为设计壁厚的0%～2.25%;V型波纹管的最大壁厚差为设计壁厚的9.33%,壁厚差大部分为设计壁厚的0%～4.17%,壁厚分布均匀。成形极限图显示，S型和V型波纹管的成形应力状态均在安全区内，而U型波纹管在成形过程中发生破裂。因此，TRB管能成形为壁厚均匀的S型和V型波纹管，但不能成形为壁厚均匀的U型波纹管，模拟与理论设计基本吻合。     

多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺

为研究多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形过程中成形气压加载速度对零件成形效果的影响，利用MARC有限元软件对TC4钛合金板材在应变速率为2×10^-3 s^-1条件下进行了超塑性胀形模拟，获得了气压-时间加载曲线。基于该曲线设计了3种不同成形气压加载速度曲线，并分别进行了超塑性胀形试验。试验结果表明，在3种不同成形气压加载速度条件下，气压加载速度越慢，零件成形效果越好。零件各个位置壁厚变化均匀且实际壁厚减薄趋势与模拟得到的壁厚减薄趋势大致相符，零件实际最大壁厚减薄率约为25%,满足零件使用要求。成形后的零件各变形区域的晶粒形状变化不大且均为等轴晶粒，晶粒尺寸随着板材形变量的增大而减小。     

汽车驱动桥壳液压胀形数值模拟及试验研究

利用ABAQUS软件建立桥壳液压胀形工艺的有限元模型,对汽车桥壳的预胀形和终胀形过程进行了数值模拟,并分析了不同的加载路径对桥壳成形的影响规律。模拟结果表明:预胀形阶段,胀形压力保持30 MPa不变,管坯发生轻度失稳形成三鼓形样件,合模后胀形压力增大至60 MPa,内凹部分贴模得到较好壁厚分布的预胀形管坯;终胀形初期,胀形压力保持20 MPa不变,轴向进给量达到30 mm后快速增大至120 MPa,可以成形出合格的样件。采用Q345B无缝钢管进行物理实验,获得了符合尺寸要求的桥壳样件,验证了数值模拟的可靠性。