管材徑壓脹形成形規(guī)律的研究.pdf

1、采用液壓成形技術制造中空薄壁管零件具有工序少、成本低、重量輕、強度和剛度好等優(yōu)點,在制造業(yè)中逐漸得到了廣泛應用。但采用常規(guī)液壓成形技術生產汽車機架、發(fā)動機架等軸向尺寸大的異形截面中空件時,由于摩擦阻力大再加上模具幾何結構的阻礙導致軸向補料困難,容易導致管件過度減薄而破裂或填充性不好等缺陷。為解決此問題,管材徑壓脹形技術受到了學者們的關注。
　　采用試驗研究、數值模擬和理論分析相結合的方法,研究管材徑壓脹形特點及成形規(guī)律,重點分析管

2、材徑壓脹形的摩擦特性及測量方法、力學特征及液壓成形性能。開發(fā)一套管材徑壓脹形裝置,對1Cr13Mn9Ni1N管材進行自然脹形和徑壓脹形對比試驗研究;分析徑壓脹形過程中管件典型部位的應力應變狀態(tài),以及液壓力、管端約束方式及摩擦等工藝參數對管件的周向截面輪廓形狀、壁厚分布及潛在破裂位置、填充性和表面質量的影響規(guī)律;在分析管材徑壓脹形摩擦特性的基礎上,提出一種測量摩擦系數的新方法;針對徑壓脹形后管件截面輪廓形狀不能保持規(guī)則性和對稱性的問題,提

3、出一種優(yōu)化的加載路徑,并研究其對徑壓脹形的影響規(guī)律。得到的主要研究結果如下:
　　(1)徑壓脹形過程中,摩擦力具有非對稱性特點,造成徑壓脹形與自然脹形在變形特點、變形規(guī)律、成形性能、表面質量等方面有所不同。
　　(2)基于徑壓脹形中的摩擦特性而提出的測量摩擦系數的新方法,能夠真實反映脹形區(qū)的變形情況,被測量指標對摩擦系數十分敏感,而且測量方便。
　　(3)在徑壓脹形和自然脹形中,管件截面圓角處均為雙向受拉的應力狀態(tài),而

4、直邊處分別為雙向受拉、一壓兩拉的應力狀態(tài)。
　　(4)徑壓脹形后的管件截面輪廓形狀不能保持規(guī)則性和對稱性,但管件的壁厚更均勻,材料的填充性更好,表面質量更好。
　　(5)在徑壓脹形過程中,液壓力越大或管端自由時,管件截面輪廓形狀越不對稱,壁厚分布越不均勻,減薄越嚴重,表面質量越差,但填充性越好;摩擦系數越大,截面輪廓形狀越不對稱,壁厚分布越不均勻,填充性越差,表面越粗糙。
　　(6)改進的加載路徑可以有效改善管件截面輪