管材徑壓脹形成形規(guī)律的研究.pdf

1、采用液壓成形技術(shù)制造中空薄壁管零件具有工序少、成本低、重量輕、強(qiáng)度和剛度好等優(yōu)點(diǎn),在制造業(yè)中逐漸得到了廣泛應(yīng)用。但采用常規(guī)液壓成形技術(shù)生產(chǎn)汽車(chē)機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)架等軸向尺寸大的異形截面中空件時(shí),由于摩擦阻力大再加上模具幾何結(jié)構(gòu)的阻礙導(dǎo)致軸向補(bǔ)料困難,容易導(dǎo)致管件過(guò)度減薄而破裂或填充性不好等缺陷。為解決此問(wèn)題,管材徑壓脹形技術(shù)受到了學(xué)者們的關(guān)注。
　　采用試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法,研究管材徑壓脹形特點(diǎn)及成形規(guī)律,重點(diǎn)分析管

2、材徑壓脹形的摩擦特性及測(cè)量方法、力學(xué)特征及液壓成形性能。開(kāi)發(fā)一套管材徑壓脹形裝置,對(duì)1Cr13Mn9Ni1N管材進(jìn)行自然脹形和徑壓脹形對(duì)比試驗(yàn)研究;分析徑壓脹形過(guò)程中管件典型部位的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),以及液壓力、管端約束方式及摩擦等工藝參數(shù)對(duì)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(zhì)量的影響規(guī)律;在分析管材徑壓脹形摩擦特性的基礎(chǔ)上,提出一種測(cè)量摩擦系數(shù)的新方法;針對(duì)徑壓脹形后管件截面輪廓形狀不能保持規(guī)則性和對(duì)稱性的問(wèn)題,提

3、出一種優(yōu)化的加載路徑,并研究其對(duì)徑壓脹形的影響規(guī)律。得到的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)徑壓脹形過(guò)程中,摩擦力具有非對(duì)稱性特點(diǎn),造成徑壓脹形與自然脹形在變形特點(diǎn)、變形規(guī)律、成形性能、表面質(zhì)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(cè)量摩擦系數(shù)的新方法,能夠真實(shí)反映脹形區(qū)的變形情況,被測(cè)量指標(biāo)對(duì)摩擦系數(shù)十分敏感,而且測(cè)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(yīng)力狀態(tài),而

4、直邊處分別為雙向受拉、一壓兩拉的應(yīng)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(duì)稱性,但管件的壁厚更均勻,材料的填充性更好,表面質(zhì)量更好。
　　(5)在徑壓脹形過(guò)程中,液壓力越大或管端自由時(shí),管件截面輪廓形狀越不對(duì)稱,壁厚分布越不均勻,減薄越嚴(yán)重,表面質(zhì)量越差,但填充性越好;摩擦系數(shù)越大,截面輪廓形狀越不對(duì)稱,壁厚分布越不均勻,填充性越差,表面越粗糙。
　　(6)改進(jìn)的加載路徑可以有效改善管件截面輪