脈動液壓加載下管材徑壓脹形成形規(guī)律的研究.pdf

1、管材液壓成形作為制造復(fù)雜形狀空心工件的主要成形方法之一,是一種以輕量化和一體化為特征的空心變截面輕體構(gòu)件先進(jìn)塑性加工技術(shù)。管材徑壓脹形技術(shù)(Tube Hydro-forming with Radial crushing,簡稱THFRC)作為其主要分支之一,在生產(chǎn)汽車機架、發(fā)動機等周向截面復(fù)雜的中空零件時,可以降低成形壓力,減小對模具的要求,更重要的是可以增加管材貼膜率、提高壁厚均勻性。加載路徑的優(yōu)化一直是研究的重點。脈動液壓加載作為加載

2、路徑優(yōu)化方式之一,是一種提高管材成形性能行而有效的方法,越來越受到重視。本課題采用理論、數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的方法,開展對脈動液壓加載下THFRC成形規(guī)律的研究。
　　根據(jù)脈動液壓加載方式下THFRC原理,設(shè)計一套管材脈動液壓成形試驗系統(tǒng),對SUS304不銹鋼管材脈動液壓脹形過程進(jìn)行試驗研究;同時通過DYNAFORM有限元模擬軟件對管材脹形過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過對試驗和模擬結(jié)果的對比分析,驗證有限元模型的精度;結(jié)合模擬結(jié)果和試驗

3、結(jié)果,觀察管材脈動液壓過程中表面起皺狀態(tài),對比分析折線液壓加載和脈動液壓加載下管材脹形質(zhì)量,研究不同脈動頻率、振幅對管材最大脹形高度和壁厚均勻性的影響規(guī)律;分析脈動頻率、振幅對管材微觀組織的影響規(guī)律,從微觀角度揭示脈動液壓加載提高管材成形質(zhì)量的機理。
　　研究結(jié)果表明:(1)相對于有軸向進(jìn)給的管材脈動液壓成形,無軸向進(jìn)給的THFRC過程中,管材表面也存在起皺出現(xiàn)和消失的現(xiàn)象;(2)相同最大液壓下,相對于本文的折線液壓加載,脈動液壓

4、加載能使管材成形件具有更大的脹形高度和更好的壁厚均勻性,有效地提高了THFRC成形性能;(3)在脈動液壓加載下THFRC過程中,頻率對管材最大脹形高度的影響規(guī)律呈波浪形分布,當(dāng)頻率為150 n/min時,得到管材最大脹形高度最大;隨著頻率的增大,壁厚均勻性時好時壞,當(dāng)頻率超過一定值時,均勻性的變化基本趨于穩(wěn)定;(4)振幅增大,管材成形件最大脹形高度越小,但壁厚均勻性越好;(5)隨著頻率的增大,管材馬氏體含量逐漸增多,晶粒變大,當(dāng)增大到某