碳钢/不锈钢双金属复合三通液压胀形数值模拟及试验

为研究液压胀形工艺过程中碳钢/不锈钢双金属复合三通的成形性能,利用有限元模拟软件对碳钢/不锈钢双金属复合三通的液压胀形工艺进行优化计算,分析主要工艺参数对液压胀形支管高度与壁厚均匀性的影响;根据工艺参数模拟计算的结果,对碳钢/不锈钢双金属复合三通进行了实际冷成形试验。结果表明,内压力越大、摩擦系数越小,支管高度越高;摩擦系数越小、轴向进给速度越小,壁厚均匀性越好。实际冷成形试验结果与有限元模拟结果基本吻合。     

T型管轴压胀形的数值模拟研究

基于ABAQUS软件对T型三通管轴压胀形进行了数值模拟,分析了内压力、轴向进给量对成形质量的影响。研究结果表明:当进给量一定时,支管高度随内压力的增大而缓慢增高,但最小壁厚明显变薄;当内压力一定时,支管的高度随着轴向进给量的增加而迅速增高,同时壁厚差也迅速加大;当上冲头的初始位置为6 mm和摩擦系数为0.1时,内压力为90 MPa,轴向进给量为13.5 mm时,得到的三通管性能最好。     

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。     

Y型异径三通管热态内高压成形研究

基于Dynaform软件平台,建立了Y型异径三通管三维弹塑性有限元模型。运用数值模拟方法,研究了AZ31镁合金Y型异径三通管热态内高压成形过程、成形缺陷、等效应变分布。探讨了初始管坯长度、左右冲头轴向进给量与成形支管高度之间的关系;研究得到了相同支管长度下成形不同Y型夹角三通管所需的左右冲头进给量。结果表明：随着初始管坯长度减小,支管高度随之增加;在左右进给量相同的情况下,左侧金属流向支管阻力更小,支管高度增加明显;随着Y型夹角的增大,右侧冲头进给增加,轴向补料比减小,总补料比增加,当夹角为90°时,左右补料相同。     

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。     

核级304不锈钢超薄壁三通液压胀形模拟及实验

对304不锈钢超薄壁三通的液压成形工艺过程进行有限元模拟,研究液压成形过程中冲头挤压速度、内压和圆角半径对成形结果的影响规律。结果表明,支管顶部壁厚值最小,主管端部以及过渡圆角半径处壁厚值最大;随着挤压速度的增大,三通支管高度先增加后逐渐减小;内压不足容易导致起皱,内压过大则支管顶部严重减薄甚至开裂;随着过渡圆角半径的增加,最大支管高度明显增加,壁厚均匀性改善。实验结果表明,成形内压和轴向进给速度匹配较为合理时,可以成形得到既不起皱也不开裂的不锈钢超薄壁三通管件。     

摩擦系数对航空铝合金三通管充液成形后壁厚分布的影响

在铝合金三通管的充液成形过程中,摩擦系数是影响其壁厚分布及支管高度的关键因素之一。通过建立三通管充液成形的有限元模型,在固定的充液压力、轴向进给参数下,采用有限元分析方法对三通管在充液成形中摩擦系数对壁厚的影响进行模拟分析,获得了摩擦系数对三通管成形壁厚的影响规律,得出摩擦系数为0.075时既能保证支管较小的减薄率,又能获得较好的壁厚分布的结论。同时,通过摩擦磨损试验机获得了不同润滑介质对应的摩擦系数,最终选取了一种摩擦系数接近0.075的润滑介质进行实际胀形验证,获得了满足壁厚及减薄要求的航空铝合金三通管件,可为三通管零件的充液成形提供一些理论指导。     

Ti/Al双金属三通管件冷成形及热处理工艺

采用多道次液压胀形工艺制备了Ti/Al双金属三通管件.研究了内压力对Ti/Al双金属三通管件胀形性能的影响,建立了双金属三通管件液压胀形的内压力公式,对双金属管液压胀形有很好的指导作用.研究了Ti/Al双金属管爆炸焊接后和三通管件胀形过程中的热处理工艺,并制定相应的热处理工艺.检测了Ti/Al双金属三通管件的支管高度、壁厚分布以及界面结合情况.经过三次胀形成形,成功制备了内外层壁厚分布均匀,支管高度合格,高质量的Ti/Al双金属T型三通管件.     

三通管复合胀形与轴向压缩胀形工艺研究

采用显示动力分析软件ANSYS／LS—DYNA建立复合胀形三维有限元模型,深入研究了三通管液压胀形过程中应力应变分布规律,系统比较了轴向压缩胀形和复合胀形过程中应力应变变化规律、胀形支管高度、壁厚分布的差异。研究表明：复合胀形较轴向压缩胀形应力应变分布更均匀、壁厚分布更均匀、更易获得较大的支管高度。     

工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形的影响

为提高波纹管的成形质量以及合理选取胀形工艺参数,基于有限元分析软件ABAQUS模拟304不锈钢双层波纹管液压胀形过程,并利用实验验证了有限元模型的正确性。基于建立的模型,研究了内压力、模具行程、挤压速度和加载路径对波纹管成形的影响。结果表明,影响双层波纹管液压胀形壁厚减薄和波高的主要工艺参数为内压力和模具行程;随着内压力和模具行程的增大,最大壁厚减薄率和波高均线性增大,且内外层壁厚差值增大;过大的内压和挤压速度会导致波高不均匀性增大;降低起波阶段内压力及在成形初期施加轴向进给的加载路径有利于减小波纹管的减薄率。最后,通过双层波纹管的液压胀形实验验证了数值模拟的正确性。