脈動(dòng)液壓加載下管材軸壓脹形中起皺行為的研究.pdf

1、管材軸壓脹形(Tube hydroforming with axial feeding, THF with axial feeding)是一種在成形件的端部提供軸向作用力的液壓成形技術(shù)，由于其對(duì)成形件的補(bǔ)料效果較好，被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)、家用電器等領(lǐng)域。通常，起皺是作為成形中的一種失效形式。但有學(xué)者提出可以將皺紋分為有益皺紋與有害皺紋，如果在成形中利用有益皺紋，那么就可以提高管件的壁厚均勻性。相對(duì)其它的加載路徑，脈動(dòng)液壓加

2、載路徑是一種較為理想的加載路徑，其能夠提高管材的成形性能，越來(lái)越受到重視。如何在脈動(dòng)液壓加載下，充分控制與利用管材成形中產(chǎn)生的皺紋，提高管材的成形性能，在理論研究和工程應(yīng)用方面均有重要的價(jià)值。
　　本課題中將采用理論分析、試驗(yàn)驗(yàn)證、有限元模擬等相結(jié)合的方法，開(kāi)展脈動(dòng)液壓加載下管材軸壓脹形中起皺行為的研究。具體的研究?jī)?nèi)容：（1）分析在脈動(dòng)液壓加載條件下管材軸壓脹形中的起皺行為：提出表征起皺程度的方法，研究在脈動(dòng)液壓加載與非脈動(dòng)液壓加

3、載下管材軸壓脹形中的起皺現(xiàn)象及規(guī)律，揭示脈動(dòng)液壓參數(shù)對(duì)產(chǎn)生皺紋的影響規(guī)律；（2）建立判斷皺紋類型的幾何條件及力學(xué)條件：研究管材成形區(qū)皺紋的演變過(guò)程中，推導(dǎo)皺紋類型的幾何判據(jù)與力學(xué)判據(jù)的表達(dá)式；（3）提出有效控制皺紋、使管材成形性得到明顯提高的方法：提出了皺紋類型路徑分布圖，使在某種加載路徑下通過(guò)控制加載參數(shù)就能產(chǎn)生不同類型的皺紋——有益皺紋或者有害皺紋；在試驗(yàn)中觀察皺紋的演變過(guò)程，分析該過(guò)程中各個(gè)階段的特點(diǎn)；推導(dǎo)皺紋程度與成形參數(shù)的關(guān)系

4、，實(shí)現(xiàn)對(duì)有益皺紋的利用。
　　結(jié)果表明：（1）提出的皺紋程度的評(píng)估方法能夠有效表示起皺的程度；（2）課題中使用的有限元模型具有可靠性；（3）管材軸壓脹形中，液壓加載方式對(duì)成形性能和成形區(qū)上產(chǎn)生皺紋的影響較大，脈動(dòng)液壓加載有利于產(chǎn)生皺紋；（4）脈動(dòng)液壓參數(shù)對(duì)管材軸壓脹形中起皺的影響比較復(fù)雜，合理地設(shè)置脈動(dòng)液壓的參數(shù)才能更充分地利用成形中的有益皺紋；（5）根據(jù)所提出的管材軸壓脹形中皺紋類型的幾何判據(jù)與力學(xué)判據(jù)，能夠正確判斷成形中產(chǎn)生的