機械科學(xué)與技術(shù):板料超塑脹形過程仿真及其應(yīng)用
2022-07-14【作 者】王衛(wèi)英;張中元
【引 言】
超塑性材料在超塑狀態(tài)下具有優(yōu)異的加工性能,利用材料的超塑性發(fā)展起來的超塑成形(SPF)及超塑成形/擴散連接(SPF/D B)工藝是一種先進的金屬成形技術(shù),對于一些形狀復(fù)雜的薄壁構(gòu)件,采用板料超塑脹形工藝,可在省去凸模的條件下一次成形,工序簡單,無回彈,具有成形精度高、制造成本低等優(yōu)點。如下兩方面的問題對于超塑脹工藝設(shè)計非常重要:
(1)成形壓力控制問題:由于超塑成形是應(yīng)變速率敏感型工藝,為了保證材料變形性能,必須控制材料變形速率在超塑性范圍內(nèi),同時盡可能縮短加工時間,優(yōu)化設(shè)計成形壓力一時間(P-T)曲線;
(2)壁厚控制問題:成形件壁厚分布的不均勻性是當(dāng)前超塑脹形最突出的工藝問題,設(shè)計原始坯料厚度及形狀時必須分析材料的非均勻變薄行為,盡量使成形件厚度均勻,特別要注意那些對構(gòu)件結(jié)構(gòu)強度有重要影響的關(guān)鍵部位(如小溝槽、小圓角處)的壁厚值,保證最小壁厚符合設(shè)計要求。
【結(jié)束語】
本文在剛粘塑性有限元法的基礎(chǔ)上研究工藝過程仿真技術(shù),實現(xiàn)了超塑成形工藝的計算機輔助P-T曲線設(shè)計和成形件厚度分布分析。對于涉及復(fù)雜形狀模具和貴重材料的超塑成形問題,依靠傳統(tǒng)的試驗或試制方法研究往往代價太高,在不消耗材料、不需要真實模具的前提下,利用工藝過程仿真技術(shù)可檢驗工藝設(shè)計的合理性,為設(shè)計人員提供有效的分析工具。
以下是正文: