塑性工程學(xué)報(bào)：多通管擠壓脹形過程的分析與計(jì)算
2022-06-21【作 者】 夏巨諶;楊雨春;胡國安;李贊
【前 言】
近年來，采用原始管坯通過擠壓脹形輔以其它成形工序 ，取代鑄、鍛、焊毛坯通過切削加工的生產(chǎn)方法，制造各種復(fù)雜空心零件 ，如各種管接件 、汽車和飛機(jī)凸輪軸 、偏心軸 、支架 、散熱器 、車架零件等 。突破了塑性加工主要是提供毛坯的范疇，向部分取代工、直接生產(chǎn)半成 品和成品零件的方向發(fā)展 ，在汽車、航空航天飛行器和家電等的關(guān)鍵零件的生產(chǎn)中得到了愈來愈多的應(yīng)用 。
對于擠壓脹形工藝，一般將多通管作為各種復(fù)雜空心零件的基礎(chǔ)件。國內(nèi)外學(xué)者又以 T形管作為多通管的典型件。對其擠壓脹形工藝進(jìn)行了多方面的研究 。歸納起來 ，有 3種研究方法：
①采用理論分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法 ，即通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出 T形管擠壓脹形 時(shí)的參數(shù)化的速度場 ，然后用能量法及主應(yīng)力法求解；
②采用近似理論分析法．這主要是假設(shè)變形是軸對稱或平面狀態(tài)．采用主應(yīng)力法或限法求解，并對解析解乘以修正系數(shù)進(jìn)行修正；
③數(shù)值模擬與計(jì)算 ，主要是采用有限元法，并與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合 。
【結(jié) 論】
1、提出了應(yīng)變樣條法，并利用這種方法對T形管擠壓脹形的變形特征截面上所選取的樣條進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析 ，建立了擠壓 力 、脹形力與平衡力三者間的關(guān)系式，為獲得這 3個(gè)作用力問的合理匹配關(guān)系提供了理論依據(jù) 。
2、通過彈塑性動力顯式有限元分析表明．對于T形管擠壓脹形．為了得到長徑比大的支管，成形力的作用及影響如下 ：
①管坯內(nèi)部的脹形力 、管坯端部 的擠壓力與支管端部 的平衡力應(yīng)同時(shí)作 用，擠壓力和平衡力應(yīng)隨脹形力的增大而相應(yīng)地增 大，三者之間應(yīng)保持合理的匹配關(guān)系；
②增大脹形力和平衡 力，提高變形金屬的靜水壓力 ，將有效地提高管坯金屬的成形極限，而對三通管的成形過程及壁厚變化不產(chǎn)生影響；
③應(yīng)變樣條分析、有限元模擬分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合程度較高，表 明所提 出的應(yīng)變樣條分析法、所建立的有限元模型和所開發(fā)的模擬程序是正確的，具有實(shí)用價(jià)值。
以下是正文：
