内压分布对内高压成形Y型三通管壁厚均匀性的影响(英文)

对薄壁Y型三通管的内管压成形进行研究。通过轴向补料,管材可以被推入模腔从而获得更高并且相对减薄率小的支管。但是Y型三通管的导向区较长,在内压作用下管材和模具之间会产生较大的摩擦力,使得材料难以流入支管。提出了采用多段式冲头用来改变导向区的内压分布并且减小导向区的摩擦力的方法。对铝合金Y型三通管进行内高压成形实验,采取两种方案,分别使用传统冲头和多段式冲头进行对比。对壁厚分布和减薄率分布进行研究,并对使用不同冲头的结果进行对比。     

等径三通管整体液压成形壁厚分布规律

对铝合金薄壁三通管壁厚分布规律进行研究。将管坯放入模具型腔,通过轴向进给补料、内部增压,沿下模具型腔中间倒圆角处凸出一个较高的等径支管,形成等径三通管。通过数值模拟和实验对等径三通管整体液压成形的过程进行研究,分析了三通管整体液压成形4个不同阶段的管材壁厚分布规律和管材关键部位壁厚的变化规律。研究发现,成形管材底部的壁厚最大,过渡圆角周边处次之,支管顶端周边最薄。数值模拟和实验结果相吻合,为T型三通管零件生产奠定了基础。     

补料比对Y型三通管内高压成形影响研究

对于Y型三通管,由于其结构的不对称性,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.通过实验和数值模拟,研究了补料比对Y型三通管的壁厚影响规律以及成形中产生的缺陷.结果表明:成形后零件左侧过渡区圆角处壁厚最大,右侧过渡区圆角处次之,枝管顶部壁厚最薄;增加补料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚减薄,但过度加大左右补料比,会使试件左侧圆角处产生内凹缺陷.     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.     

管材液压成形技术的发展——从前8届国际塑性加工会议看管材液压成形技术的发展

文章回顾了前8届国际塑性加工会议论文集中关于管材液压成形方面的文献,发现,早期的管材液压胀形技术内压较低,后来发展到可同时实现超高压和轴向补料;可成形零件的轴线由直线变为二维或三维空间曲线,种类大幅增加;适用于内高压成形的材料也由铝、铜、低碳钢等增加了不锈钢、铝合金、镁合金;同时热态内压成形技术也蓬勃发展起来。     

基于细观损伤力学的铅套成形破裂预测

对子弹铅套成形过程中的破裂缺陷进行预测。采用单向拉伸实验获得纯铅真实应力-应变数据,选取应变0.006≤ε≤0.2范围内的数据进行拟合和外延处理获得材料无损伤的本构模型。结合扫描电镜分析法和基于响应面的有限元反求法获得纯铅的GTN细观损伤模型参数,对比分析单向拉伸中模拟与实验获得的载荷-位移曲线和铅材料孔洞体积分数,验证了所建立的纯铅GTN细观损伤模型的准确性。基于ABAQUS模拟仿真平台,耦合所建立的GTN损伤模型对铅套成形过程中的破裂行为进行仿真预测,并开展了铅套反挤压和变薄拉深成形实验。结果表明:实验结果与基于GTN损伤模型的仿真结果匹配良好;对铅套成形缺陷的准确预测是铅套成形优化的重要基础。     

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。     

轴向补料对微型管件液压成形性能的影响

为了改善金属微型管件在液压成形过程中的成形性能,设计了一套可轴向补料的微型管件液压成形装置,来研究轴向补料对直径Φ2 mm,壁厚0.3 mm的304微型管件液压成形性能的影响。在微型管件自由胀形实验中通过采用不同加载路径来考察不同补料量对微型管件自由胀裂压力的影响规律。实验结果发现,轴向补料能显著提高微型管件的胀破压力,胀破压力的分布表现出显著的尺度效应。另外,采用GTN细观损伤模型对微型管件自由胀形试验进行数值仿真,结果表明轴向补料能够显著提高微型管件的成形能力。     

板材成对液压成形工艺加载路径对成形性的影响(英文)

板材成对液压成形可以用于制造复杂几何截面的空腔构件,通过合理的工艺加载路径可以实现板材的流动控制。研究非焊接板材成对液压成形工艺以及两个主要工艺参数(合模力和液压力)的影响。通过理论计算研究不同合模力对应的极限液压力,得到极限液压力曲线,揭示不同工艺参数组合对变形行为的影响规律。通过有限元分析和实验研究验证了理论值,结果表明它们之间具有较好的一致性。实验采用2种线性加载路径和1种阶梯型加载路径研究加载路径对变形行为和零件成形性的影响,结果表明采用阶梯型加载路径可以得到很好的成形性。     

5083铝合金三通内高压成形模拟研究

为探讨5083铝合金等径正三通的内高压成形规律,采用有限元模拟首先分析了成形过程的变形情况,其次研究了壁厚以及应力、应变的分布,用成形时应力、应变的变化解释了形成厚度分布趋势的原因。模拟结果表明,支管顶部壁厚减薄,主管以及与冲头接触处明显增厚。在内高压成形的三通铝合金管在几何尺寸及壁厚分布方面,实验结果与有限元模拟值基本吻合。     

铝合金矩形截面内高压成形塑性变形规律(英文)

采用实验和固体元数值模拟研究了铝合金矩形截面内高压成形过程塑性变形的发生与发展规律,给出了主应力三维图形可视化表征及在屈服柱面上的应力轨迹,分析了典型点应力及应变状态。结果表明:在矩形截面内高压成形过程中,圆角区外层首先发生屈服,圆角区内层两端部分各约1/4区域最后进入塑性变形。圆角区应变状态为沿着厚向缩短和环向伸长的趋势变化,过渡点最先发生塑性变形并且等效应变始终最大。在变形过程中随着内压的增大,过渡点的轴向应力始终为拉应力。     

管材内液塑性成形中的拉伸失稳分析

针对目前管材内液塑性成形中缺陷对工艺的影响,借助塑性力学分析手段,对轴向和环向的应力比对拉伸失稳极限应变的影响进行了分析。研究表明,胀形过程中,管坯的全部外载荷都是通过内部液压生成;内高压成形过程中,随应变比绝对值的增加,等效应变、环向应变及轴向应变呈指数增长趋势,而厚向应变对应力比的变化不敏感,其中集中性失稳应变量大约是分散性失稳的两倍,且随应变比绝对值的增加,集中性失稳的应变极限增加速度大于分散性失稳,破裂倾向降低明显。     

轻合金热态液力成形技术

铝合金和镁合金等轻合金在常温下变形能力差,但在加热到一定温度时塑性变形能力大幅提高.为了扩大此类轻合金在工业上,特别是在航空、航天以及汽车行业的应用,需要开发先进的温/热态成形技术.本文首先介绍了轻质合金的主要塑性成形方法,如超塑性成形,板材热冲压成形和气胀成形,然后重点讨论了铝合金及镁合金的热态液力成形技术的国内外研究现状,指出了开展此项研究的必要性和重要意义.     

Discrete layer hydroforming of three-layered tubes

Discrete layer forming proposed in this study is a hydroforming process which can selectively deform the outer tube to a desired shape without any deformation of the inner tube by piercing small holes in the inner tube. A three-layered tube is assembled from inner, middle, and outer tubes, from either similar or dissimilar materials, and deforms simultaneously when internal pressure and axial feed are applied to the tube. In special working environments, multi-layered tubes with combined material properties, high strength, and corrosion resistance are required to satisfy conflicting performance requirements. The feasibility of proposed discrete layer forming process of three-layered tube was evaluated by a tube hydroforming experiment and process analysis was performed. An optimal loading path to prevent wrinkling around holes was developed by an analytical model and was experimentally verified. The results show that the proposed discrete layer forming process can be successfully applicable to hollow forming of non-axisymmetric multilayered tubes for structural purposes.     

Determination of material properties for hot hydroforming

For the process design of hydroforming in the “hot” temperature range, reliable data are necessary to describe the material behaviour at elevated temperatures under the occurring loads of hot hydroforming processes. State-of-the-art technologies for the investigation of material behaviour, like uniaxial tensile tests or hydraulic bulge tests, do not provide enough similarity with the process of hot hydroforming. This paper describes a new testing technique, capable of realizing high process temperatures and constant strain rates. It represents a further development of the established technology of tube bulge tests. The hardware is described, its functionality is proven and mathematical approaches for the calculation of stress/strain-curves from experimental data are presented.     

T形锻件挤压模设计

T形锻件因形状所致,其挤压成形无法采用传统的整体凹模结构。现给出了T形锻件无飞边挤压模具结构。该模具采用斜面自锁纵向对合凹模结构,侧面设有凹模顶出装置,锻件在两半凹模和凸模形成的封闭模腔中挤压成形,生产的锻件无飞边。     

Optimization of loading conditions for tube hydroforming

Tube hydroforming is a developing technology with advanced features of lightness and unified part. This study investigates the best possible regulation for loading conditions between the internal pressure and the axial feeding by hydroforming of a T-shape metal tube. Using conjugate gradient method with finite element method, a program module is generated to check the hydroformed tube quality about its thickness uniformity and the geometry accuracy. Thereby, a batch mode and a sequential mode to optimize the loading conditions of the tube hydroforming process are created and investigated. Regarding the tube quality from the simulation results, the hydroforming process, which follows the loading curve generated by the sequential mode, is better than by the batch mode. The optimal loading procedure generated by this article can offer another possibility for engineer by determining the internal pressure and the axial feeding in tube hydroforming.     

先进板材液压成形技术及其进展

文章立足于板液压成形这种先进成形技术,面向创新,介绍了其原理及特点,并分类探讨了板液压成形技术最新进展,指出了今后的发展趋势。