Y型三通管内高压成形机理及补料比的影响研究

由于Y型三通管结构不对称,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。利用数值模拟,基于Dynaform软件平台,建立了Y型三通管弹塑性模型,并利用该模型研究了镁合金Y型三通管热态内高压成形过程、塑性变形规律、失稳行为、各种成形缺陷以及补料比对成形的影响。结果表明:成形后零件左侧圆角过渡区壁厚最大,支管顶部壁厚最薄;随着补料比的增加,支管高度也随之增加,并在一定程度上能改善支管的壁厚减薄,但过度加大补料比会使支管顶部减薄严重。     

三台阶轴内高压成形中轴向补料的有限元分析

为研究内高压成形台阶轴过程中轴向补料参数对工艺的影响,利用大变形非线性塑性有限元方法对内高压成形三台阶轴工艺进行了分析,讨论了补料量在理论值的80%～120%变化时零件的壁厚及应变分布规律,并就其成因进行了讨论.研究表明,补料量低于理论值的90%及高于理论值的110%是轴向补料参数选取的危险区间,容易引起折叠或破裂失稳,按照理论计算值进行轴向补料,壁厚及应变分布最为理想.     

薄壁Y型三通管内高压成形起皱与开裂分析

本文针对薄壁Y型三通管在内高压成形过程中产生起皱、开裂缺陷的问题进行了相关研究.首先通过实验确定了Y型三通管在成形过程中产生典型缺陷的位置及类型;其次利用有限元方法分析了补料比对应力状态分区和典型点应力轨迹的影响;最后建立了加载路径的"内压-轴向补料"成形窗口.研究表明:补料比对应力状态有显著影响,通过调整补料比来改变应力状态,是避免起皱的有效措施.此外,本研究给出了不同实验结果在成形窗口中的对应位置,当加载路径超出成形区时,三通管件就会产生起皱或破裂的缺陷,甚至两种缺陷会依次发生.     

预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响分析

针对复杂截面扭力梁内高压成形容易出现咬边和开裂的问题,以轿车V型扭力梁为例,采用数值模拟和试验方法,分析了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,重点研究了压下量（Y）和侧向宽度（B）对预制坯形状和内高压成形的影响.结果表明,当Y、B分别为0.83D（D为管材直径）、0.73D和0.78D、0.78D时,得到的预制坯形状在...     

弯曲角度对弯曲轴线件内高压成形的影响分析

针对弯曲轴线矩形截面件内高压成形时容易发生开裂的问题,以轿车底盘前梁为例,采用数值模拟和试验的方法分别研究了0.98α、1.0α和1.02α(α为内高压件的轴线中心角)3种弯曲角度对弯曲轴线矩形截面件内高压成形开裂缺陷的影响.结果表明,采用0.98α和1.02α弯曲角度时,内高压成形时在弯角外侧和矩形截面过渡区叠加区域出现开裂缺陷,而采用1.0α的弯曲角度时,能够顺利成形出合格的内高压件.由此可知,对于弯曲轴线矩形截面件,弯曲工序引起的壁厚减薄及轴线偏移是导致内高压开裂的主要原因,通过合理的弯曲角度可以有效控制内高压成形截面环向变形的均匀性,避免开裂的产生.     

加载路径对不锈钢球形件内高压成形过程影响

为了研究加载路径对不锈钢球形件内高压成形过程的影响,采用实验方法分析了加载路径对成形过程中缺陷形式的影响,获得了80%膨胀率成形管件的壁厚分布规律.结果表明:当初始内压与屈服强度比值小于0.21时,管坯形成两个皱纹,在整形阶段发生开裂;当初始内压与屈服强度比值大于0.25时,管坯在轴向进给阶段即发生开裂.在初始内压与屈服强度比值为0.21～0.25时,可以成形出合格管件,合格管件最大减薄点位于球形件的最大截面处,最大减薄率为24.5%.本文所成形不锈钢球形件内高压成形区间,合理初始内压与屈服强度比值范围为0.21～0.25.     

加载路径对扭力梁内高压成形壁厚分布和精度的影响

为研究加载路径(内压力和轴向补料的匹配关系)对扭力梁内高压成形的影响,通过数值模拟和试验研究的方法,研究了不同加载路径对局部截面壁厚分布和管件成形精度的影响规律.研究发现:当补料初始压力过低时,在端部区域起皱;当补料初始压力过高时,补料全部集中在端部区域;当补料量过小时,壁厚改善不明显;补料量过大时,端部区域起皱.研究结果表明:初始压力为30 MPa,补料量15 mm时为合理加载路径,此时内高压成形件壁厚减薄较小,成形精度较高.     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

预弯对铝合金管材内高压成形缺陷与尺寸精度的影响

铝合金异形截面管件是实现汽车结构轻量化的有效途径之一,其成形工艺是先将铝合金管材经过数控弯曲获得轴线形状,然后进行内高压成形。弯曲产生的回弹、截面畸变及起皱等缺陷会影响后续内高压成形的质量。本工作通过建立管材塑性弯曲的理论模型和材料模型,计算任意弯曲角度的卸载回弹量,在弯曲过程考虑回弹量补偿,有效避免了内高压成形时的咬边缺陷。通过改善芯轴条件,使用带有一个芯球的芯轴,使截面不圆度由7.55%降低至1.43%,避免了弯曲件在内高压成形时发生破裂。同时对弯曲产生皱纹的管件进行内高压成形,证实了内高压成形过程不能够消除管件在弯曲过程形成的起皱。通过工艺实验研制出6063铝合金异形截面管件,获得了无缺陷的成形件。对47个内高压成形件进行尺寸精度测量,最大尺寸偏差为1.08mm(1.63%),尺寸和精度符合设计要求。     

内高压成形合模力对变径管尺寸精度的影响

目的 在内高压成形过程中,合模力加载不合理不仅会导致模具寿命降低,而且容易引起管件截面精度超差,需探究合模力对管件截面尺寸的影响以改善这一缺陷。方法 以低碳钢和铝合金变径管为例,采用内高压成形实验与数值模拟的方法,在两种不同的加载条件下分析合模力对管件截面尺寸精度的影响规律。结果 变径管内高压成形时,模腔上、下侧的等效应力高于左、右侧,模腔顶部的径向位移最小,分型面附近的径向位移最大。模腔在合模力的作用下被压扁,导致卸载内压和合模力后管件截面竖直方向的直径始终小于水平方向,存在一定的不圆度。SAPH440低碳钢和6063铝合金变径管的截面最大不圆度分别为0.27%和0.26%。结论 在内高压成形过程中,合模力对截面精度的影响不可避免,需通过增大模具尺寸或采用可变合模力的加载方式以减小其影响。