内压和加载路径对并列双支管内高压成形性的影响

为了获得并列双支管内高压成形工艺参数对管件成形性的影响规律,采用有限元分析和实验相结合的方法进行内压和加载路径对并列双支管内高压成形过程中支管高度和壁厚分布规律影响的研究。研究结果表明:随着内压的增大,支管高度逐渐增大,当内压为64 MPa时,管件出现破裂,支管高度为18 mm;随着内压增大支管顶部壁厚减薄率呈现增大的趋势,而支管底部壁厚基本保持为2 mm。在不同加载路径下,随着拐点内压的增大,支管高度、支管顶部壁厚减薄率及减薄速率均逐渐增大,路径3所成形的支管高度达18.3 mm。支管底部最终壁厚随着拐点内压增大基本维持在2 mm,支管底部壁厚在成形过程受拐点内压影响较小。有限元分析结果与实验结果具有较好的一致性。     

基于响应曲面法的并列双支管内高压成形加载路径的优化

为了获得更好的并列双支管成形高度,基于内高压成形工艺的特点,对并列双支管成形过程中的加载路径参数进行优化。通过Design Expert软件进行试验设计,采用ABAQUS有限元软件对并列双支管内高压成形过程进行了模拟研究。以支管高度及减薄率为目标函数,借助Design Expert方差分析分别验证了支管高度(BH)和减薄率(TR)函数模型的可信度,通过期望值方法对多目标进行优化分析,形成一条并列双支管内高压成形优化加载路径。采用该优化加载路径进行试验验证,通过ABAQUS、试验、RSM分别对比了支管高度、减薄率,试验与RSM支管高度误差在0. 9 mm以内,试验减薄率比RSM预测值高3. 5%。     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。     

加载路径对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响

分析比较现有的变截面弯曲三通管内高压成形性能的相关评价指标,提出一种综合性的评价指标,通过有限元模拟,比较了轴向进给力控制和位移控制的优劣,得出了轴向进给力控制方式更符合金属变形规律,能得到更好的成形效果。同时研究了内压力、轴向进给力对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响,内压力过大会造成支管顶部过度减薄甚至破裂,轴向进给量是获得支管高度必要条件,但是进给量过大会使局部壁厚加厚严重;结果表明折线加载路径下零件的成形质量明显优于线性加载路径。     

三通管内高压成形的有限元分析

利用有限元分析软件建立T型三通管内高压成形过程有限元分析模型,研究成形工艺参数(内压力,轴向进给等)对三通管内高压成形性的影响.结果表明:随着内压力的增大,支管胀形区壁厚减薄率随之增大,支管高度也随之增大,但内压力对支管高度的影响并不明显;胀形时,对支管施加反向压力,可改善金属流动性能,提高胀形时壁厚的均匀性;在内压力相同的情况下,在对管坯径向施加压力的同时,在管坯端部施加轴向压力,支管高度随着进给量的增加而增加,且支管高度的增加幅度明显.     

背压对并列双支管内高压成形充模能力与壁厚的影响

为了探究并列双支管内高压成形过程中管件成形性能,本文采用数值模拟方法研究了背压对管件充模能力以及壁厚的影响。结果表明:在最大内压和轴向进给量不变的情况下,相比无背压冲头的加载路径,具有背压加载路径的并列双支管的充模能力提高5.6%,支管顶部最大减薄率降低39%,有效防止了管件破裂。背压加载路径有效提高管件的充模能力和延缓壁厚减薄,从而提高管件成形性能。随着背压冲头后退速度增加,并列双支管的充模能力基本不变,最大减薄率和支管高度增大。     

基于正交试验法的T型三通管内高压成形仿真与优化

针对T型三通管内高压成形过程中易出现的破裂和起皱等问题,为提升三通管的成形质量,选择最小壁厚与胀形高度等关键参数作为管件成形质量的评价指标。首先借助内高压成形设备开展T型三通管的实验研究,获取三通管成形的关键参数,并利用非线性软件DYNAFORM对T型三通管内高压成形过程进行仿真分析,通过与实验结果对比,验证有限元模型建立与仿真分析的正确性。基于此采用正交试验法对T型三通管的加载路径进行优化,提出所选工艺参数范围内的最优加载路径,通过实验验证了基于数值仿真与正交试验法获取加载路径的可行性与正确性,并为相关管件的内高压成形研究提供了参考。     

内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形规律的影响

以单侧双排四通管为研究对象,应用有限元分析软件分析内压、平衡冲头速度和挤压冲头平均速度相同时,不同轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形壁厚、支管高度和主管补料规律的影响。结果表明:随着挤压冲头加速度增大,最大壁厚和最小壁厚值变化较小,最大壁厚值变化略大于最小壁厚值变化;支管高度和主管端部轴向位移明显增加;挤压冲头加速度增大明显增加外侧主管补料,但是对内侧主管补料影响较小。这些规律为四通管加载路径的选择提供了参考。     

进给冲头对并列双支管成形性能的影响

采用有限元分析法与实验相结合的方式分析了五种不同进给冲头长度对内高压成形并列双支管高度与壁厚分布的影响。结果表明:随着冲头长度的增加,支管高度提高,支管顶部管壁壁厚增大,支管顶部壁厚减薄量逐渐减小。有限元分析结果与实验结果基本一致。