南京化工大學學報：鈑料正反脹形過程仿真及加壓曲線優(yōu)化
2022-07-08【作 者】 朱亞軍;張中元
【前 言】
正反脹形(也稱正反吹成形)是為改善制件壁厚分布而發(fā)展起來的一種超塑成形工藝，成形過程首先對坯料施加反向壓力，使之發(fā)生反向預拉伸變形，吹脹到一定高度后反向卸壓，同時開始正向加壓，將翻起的坯料壓入模腔制成要求的形狀。正反脹形的關鍵在于反向鼓泡高度的控制，鼓泡高度太小，則達不到改善厚度分布的目的;鼓泡高度太大，則會因材料表面積伸展過大而導致成形過程出現(xiàn)褶皺或疊層現(xiàn)象，影響制件質量。其次，成形壓力的控制也很關鍵，特別是正向加壓使材料反轉時，壓力太大可能導致坯料變形過快而破裂，太小則可能使坯料難以反轉，成形時間過長。此外，正反脹形要求上、下模腔均具高溫密閉環(huán)境，工件變形過程無法直接觀測，其力學關系也較復雜，采用傳統(tǒng)的近似解析方法對其成形過程進行力學分析非常困難，國內外有關超塑成形過程的研究文獻也大多集中于普通單向脹形，而關于正反脹形過程的研究資料則罕見。
近年來，基于有限元數(shù)值模擬的計算機仿真技術在金屬成形領域得到了重要應用，利用計算機仿真可獲取成形過程有關材料流動的詳盡力學信息，為成形工藝及模具設計提供科學依據(jù)。針對飯料正反脹形這種特殊工藝過程進行計算機仿真，解決工藝設計的難點問題是本研究的出發(fā)點。
【結 論】
正反脹形過程工件各部分變形是不均勻的，幾何形狀變化規(guī)律復雜，尤其是反脹后正向翻轉階段，不能用簡單的球面或橢球面描述;反向鼓泡的大小直接影響制件壁厚，要使壁厚分布相對均勻必須合理控制反脹高度；利用計算機仿真可在不耗費實際材料及工裝設備的條件下直觀形象地模擬正反脹形過程，預測相關變形力學信息，實現(xiàn)加壓曲線優(yōu)化設計，為工藝參數(shù)優(yōu)化、成品質量控制等提供有效分析手段。
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