基于數(shù)值仿真的矩形截面管件液壓成形預(yù)成形工藝優(yōu)化.pdf

1、液壓成形技術(shù)作為一種新型的塑性成形工藝，因能節(jié)省模具成本、提高材料表面質(zhì)量和成形性能而在汽車、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對于某些復(fù)雜截面的結(jié)構(gòu)件，很難通過液壓成形直接獲得最終零件，為了保證成形零件的質(zhì)量，液壓成形之前需要進(jìn)行預(yù)成形。如果預(yù)成形管坯形狀不合理，將造成咬邊、開裂、厚度分布不均等情況。因此，預(yù)成形工藝在液壓成形件質(zhì)量控制中起到了關(guān)鍵作用。如何合理設(shè)計(jì)預(yù)成形工藝成為了本文的研究重點(diǎn)。
　　本文主要通過有限元數(shù)值模擬

2、方法對矩形截面管件的成形過程進(jìn)行分析和對比，從而確定最優(yōu)的預(yù)成形方案和工藝參數(shù)。在有限元模擬中采用Bar lat89各向異性模型。
　　首先針對矩形截面管件設(shè)計(jì)了七種預(yù)成形方案，對每種方案通過LS-Dyn a商用有限元軟件進(jìn)行預(yù)成形和最終液壓成形過程的數(shù)值仿真模擬，對比分析了各方案所得零件的成形結(jié)果，考察厚度分布情況、減薄率大小以及成形圓角半徑等零件信息，通過對比確定最優(yōu)的成形方案并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　以5A02鋁合金管件為

3、例，針對不同幾何尺寸的管材，利用正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)的模具參數(shù)和工藝參數(shù)組合，并通過改變加載壓力獲得最大減薄率為10％時(shí)的最大加載壓力以及成形圓角半徑，擬合獲得目標(biāo)零件的幾何參數(shù)與工藝參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。
　　分析材料參數(shù)、加載壓力與成形后所得零件幾何參數(shù)之間的關(guān)系，研究表明：液壓成形管材的最大減薄率為10%時(shí)，最大加載壓力P與硬化系數(shù)K近似成正比；最大液體加載壓力隨硬化指數(shù)n的增大而線性減小。根據(jù)此規(guī)律可以將5A02鋁合金的最優(yōu)預(yù)成