機(jī)械工程與自動(dòng)化：徑壓脹形中管材的填充性及成形性分析
2022-09-16【作 者】鄧洋;楊連發(fā)
徑壓脹形概述：
徑壓脹形是指管材在內(nèi)部液體壓力及外部徑向壓力共同作用下脹形的成形工藝，圖1為徑壓脹形工作原理示意圖。
徑壓脹形的基本原理是:管材首先在內(nèi)壓力p作用下產(chǎn)生自由脹形，徑向尺寸脹大到某一個(gè)值Da，見圖1( b);隨后，在保持合理內(nèi)壓力的同時(shí)，模具作徑向運(yùn)動(dòng)，對(duì)變形管材施加徑向壓力，使管材在內(nèi)壓力及徑向壓力下復(fù)合成形直至模具閉合，見圖1( c)模具閉合后，可以繼續(xù)加載內(nèi)壓力，使管材盡可能充分填充模具達(dá)到精整成形，見圖1( d)。
徑壓脹形具有不少優(yōu)點(diǎn)，如將圓管材徑壓脹形成三角形斷面時(shí)，徑壓脹形所需的最大內(nèi)壓力及最大鎖模力僅為自然脹形所需的1/40和1/27，而且前者的管材厚度更加均勻，填充性更好[1]，因此具有良好的應(yīng)用前景，正成為研究的熱點(diǎn)。Hwang等[2 , 3]分析了管材徑壓脹形的極限脹形直徑及壁厚分布情況，探討了脹形壓力與加載路徑的關(guān)系及對(duì)管材填充性的影響。加載方式是影響管材成形性能的重要因素，一些學(xué)者對(duì)此開展了研究。如日本學(xué)者水村正昭等[4]基于軸壓脹形的成形性分析提出了管材脹形的成形裕度結(jié)構(gòu);李洪洋等[5]研究了加載方式對(duì)液壓脹形方截面管材的影響。由于徑壓脹形的研究目前仍處于起步階段，有關(guān)加載方式對(duì)管材填充性及成形性影響研究的報(bào)道還較少。本文采用有限元數(shù)值模擬方法對(duì)此進(jìn)行了分析與研究。
【結(jié) 論】
通過對(duì)管材徑壓脹形過程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬分析可知:管材徑壓脹形時(shí)，若自由脹形的直徑或內(nèi)壓力越大，則管材的填充性越好，但管材壁厚分布越不均勻，減薄越嚴(yán)重，管材成形性越差;管端固定與管端自由相比，后者的填充性及成形性較好;管材與動(dòng)模之間摩擦力的存在使得管材斷面形狀不完全對(duì)稱，而且，這種非對(duì)稱性隨著自由脹形的直徑或內(nèi)壓力的增大而顯著。
以下是正文：
