管材液壓脹形成形極限預(yù)測及加載路徑優(yōu)化.pdf

1、液壓脹形工藝在航空航天、汽車、管件等工業(yè)中應(yīng)用廣泛，主要用于空心類零件的生產(chǎn)。對液壓脹形成形零件成形性的預(yù)測，并基于預(yù)測結(jié)果確定其脹形最優(yōu)加載路徑是成功開發(fā)此類零件的關(guān)鍵。
　　本文在對國內(nèi)外液壓脹形工藝的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查與總結(jié)的基礎(chǔ)上，找出目前所用預(yù)測成形極限判據(jù)所存在的不足，提出了一種新的板材成形極限預(yù)測方法：利用ABAQUS軟件模擬管材在復(fù)雜應(yīng)變路徑下的加載成形過程，將模擬數(shù)據(jù)結(jié)果代入到已經(jīng)編寫為MATLAB程序的成

2、形極限判據(jù)中，實(shí)現(xiàn)破裂點(diǎn)預(yù)測。設(shè)計(jì)開發(fā)了一套圓管脹方管的液壓脹形模具，按軟件模擬的工藝路徑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過將實(shí)驗(yàn)與模擬預(yù)測結(jié)果的對比驗(yàn)證所提理論的準(zhǔn)確性，具體內(nèi)容如下：
　　首先，利用大型有限元軟件ABAQUS對板料局部分叉變形和管材脹形成形進(jìn)行數(shù)值模擬，得到板材局部分叉變形的起始點(diǎn)和圓管脹方管在不同加載路徑下的變形及應(yīng)力、應(yīng)變分布，為成形極限預(yù)測判據(jù)提供了原始數(shù)據(jù)。
　　其次，確定所提局部分叉理論解析需要的構(gòu)成式，給出了成形

3、極限預(yù)測判據(jù)。利用MATLAB將分叉失穩(wěn)判據(jù)和有限元模擬結(jié)果進(jìn)行有效連接，將有限元模擬中每一增量步下所有節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變和坐標(biāo)值代入判據(jù)公式中進(jìn)行計(jì)算，得到所有發(fā)生局所分叉變形的節(jié)點(diǎn)，并將變形后的網(wǎng)格和發(fā)生局所分叉變形的節(jié)點(diǎn)即裂紋點(diǎn)用MATLAB繪制出來，清楚地表示出預(yù)測的材料發(fā)生破裂的位置。
　　最后，設(shè)計(jì)開發(fā)了管材脹形成形模具并進(jìn)行不同加載路徑下的管材脹形實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比，證明了所提理論方法的可靠性。本研究