管状扭力梁液压成形有限元仿真分析及试验

相比板状扭力梁,采用液压成形工艺加工管状扭力梁能够减轻零件重量,提升零件强度、刚度和疲劳性能。分析了管状扭力梁零件的典型截面形状,指出了零件加工难点和成形过程中的主要缺陷。利用有限元仿真分析方法对管状扭力梁成形过程进行数值模拟,分析了成形过程中典型截面的壁厚变化规律,即过渡区域壁厚变化较大,中间区域壁厚变化不明显。在此基础上进行工艺试验。研究结果表明,管状扭力梁液压成形有限元仿真结果与试验结果吻合性好,零件的实际形状与理论设计形状基本一致。     

汽车大型铝合金覆盖件的充液成形技术

铝合金覆盖件的应用是汽车轻量化的关键,但其制造难度较大。通过研究铝合金发动机罩外板的充液成形工艺过程,了解先进柔性技术在汽车领域应用的可行性。分析了工艺参数中液室压力与凸模行程匹配及压边力对板料减薄率的影响,从成形极限上判断零件无起皱、破裂现象的范围。获得最优的整形液室压力为12～20 MPa,压边力过小,板料不能充分塑性变形,压边力过大,板料易失稳破裂,最优的恒定压边力范围为1600～2000 k N。研究表明,采用板材充液成形柔性制造工艺,可降低噪音,无冲击线,且由于液室压力的作用,滑移线减小,可提高大型铝合金弱刚度板材的质量。     

新型管材冲击液压成形装置的设计

针对常规的管材液压成形技术需要昂贵的专用设备及模具、生产效率低等不足,开发了一种简单实用、可在冲床或压力机上使用的管材冲击液压成形装置,可用于薄壁金属管材的自然胀形、轴压胀形和异形截面中空件的冲击液压成形。该装置无需外部高压供给系统和专用液压成形设备,通过撞击轴压头挤压容腔中液体的方式来为管材提供液压力和轴压力。通过设计轴压头的行程和调节溢流阀的溢流压力值等来实现最大液压力和轴向进给量的合理匹配,并以304不锈钢毛细管和H65黄铜毛细管为试验管材做了相关试验。研究结果表明:该装置结构简单、操作方便;可实现最大液压力与轴向进给量的协调控制;合理的载荷匹配能显著地提高管材冲击液压成形的成形性能;H65黄铜毛细管破裂时所需的液压力小于304不锈钢毛细管破裂时所需的液压力。     

弯曲轴线薄壁焊管内高压成形壁厚与变形规律的研究*

为了揭示焊缝对弯曲轴线类管件内高压成形的影响及缺陷产生的机制,采用试验和数值模拟的方法研究弯曲轴线焊管内高压成形的主要缺陷及壁厚分布规律,并分析焊缝在不同工序间的综合影响。结果表明,即使焊缝远离圆角区域,焊缝仍然是缺陷易发部位,弯曲使焊缝塑性下降,并导致在后续的工序中发生起皱甚至开裂。对于弯曲轴线薄壁焊管内高压成形,壁厚主要受弯曲和高压整形工序的影响,预成形工序对壁厚影响不大,而且焊缝的壁厚变化量始终小于其他区域。由此可知,焊缝是导致弯曲轴线薄壁焊管内高压成形缺陷产生的重要影响因素,将焊缝置于轻微压缩变形部位,是克服焊接接头性能下降导致的成形能力不足和避免缺陷产生的有效手段。     

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...     

汽车结构件内高压成形应力极限分析

由极限应力构成的应力成形极限图(FLSD)独立于应变路径,可作为复杂应变路径下成形极限的判据。通过标准成形极限实验获得3A21铝合金板材的成形极限图(FLD);由极限应力应变转换关系,将极限应变转换至主应力空间,建立对应的FLSD;采用LS-DYNA软件对方截面汽车结构件内高压成形过程进行了模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及极限成形压力。模拟结果与物理实验结果相吻合,证明FLSD可作为管材内高压成形等复杂应变路径下成形极限的判据。     

管材径压胀形试验与测试装置的开发

开发了一种管材径压胀形试验装置,包括成形模具及液压控制系统。液压力由手动液压泵提供,径向压力由压力设备提供。采用该装置可以在不同管端约束方式、不同液压力和不同润滑方式下进行管材的径压胀形试验研究。初步试验结果表明,该装置具有结构简单、操作方便、工作可靠等特点,能满足径压胀形试验的基本要求。     

3000kN板材充液成形液压机可靠性分析

对3000kN板材充液成形液压机进行了有限元分析。通过模拟,分别对主机及超高压液室施加满负载,以获得机器在满负载工作条件下的可靠性数据,为产品的后续开发提供依据。     

薄壁水槽充液拉深变形规律研究

目的 解决薄壁水槽盒形件刚性拉深一序底部圆角减薄过大、整体厚度减薄严重以致后续拉深二序、三序成形后产品厚度不合格的问题，同时解决工艺路线的退火问题。方法 利用有限元分析软件Dynaform对薄壁水槽充液拉深一序进行数值模拟分析，研究关键工艺参数对成形结果的影响规律，并得出最优的工艺参数，最后与刚性拉深的模拟结果对比分析，提出充液拉深方法的可行性。结果 根据工艺优化方案，得出最优工艺参数:预胀压力2 MPa，最大液室压力20 MPa;液室压力加载路径:从0 s至0.003 s，液室压力从0 MPa线性增大至2 MPa，并保持2 MPa至0.007 s;随后从0.007 s至0.011 s，液室压力从2 MPa线性增大至20 MPa，之后保持20 MPa直至拉深结束;压边间隙为1.05t。结论 通过充液成形方法，可以有效解决薄壁水槽盒形件拉深一序底部圆角减薄严重的问题，还可以提高成形质量及成形极限，省略中间退火工艺，提高经济效益。     

6A02铝合金异形截面小弯曲半径薄壁管液压成形工艺研究

目的 研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程，改进管件的成形质量。方法 使用Abaqus软件进行数值模拟，通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况，研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响，并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果 通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa，发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm，最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm，最大减薄率为16%，轴线最小弯曲半径为1.258 mm，与模具间隙面积为0.065 mm²。结论 适当的内压–轴向进给可以实现较好的成形质量。在合模过程中，施加与合模力相配合的轴向进给和内压能增加管件弯曲处薄弱部分的补料量，改善管件在合模后的壁厚分布情况，进一步提升管件最终成形质量。