材料科學與工藝：控制厚度分布的正反向超塑脹形的有限元分析
2022-10-05【作 者】王中陽;王國峰;賴小明;張凱鋒
超塑成形工藝適宜制造形狀復雜、質(zhì)量輕、強度高的鈑金零件，因此，在航空航天工業(yè)中得到廣泛應用．簡單的陰模成形工藝是超塑成形普遍采用的工藝，但是該工藝生產(chǎn)的零件厚度變化很大，這不僅使成形困難，也影響了零件的使用性能。
為了獲得均勻的厚度分布，很多新方法已經(jīng)被開發(fā)出來[1-3]。正反向超塑脹形、動模成形和板材預成形等都是控制厚度分布的有效方法[4-5]。正反向超塑脹形是將板材在反向預脹形模內(nèi)成形，改變厚度分布后再在正向終模具內(nèi)成形得到厚度分布均勻的最終形狀零件的方法。
由于超塑成形通常是在高溫密閉環(huán)境下進行，應變速率分布復雜，成形過程實時檢測困難。因此，工藝參數(shù)與零件性能的關系很難通過簡單的解析或?qū)嶒灥玫剑m然通過大量的實驗可以在某種程度上解決上述問題，但無疑有限元分析方法是普適性強、節(jié)約實驗經(jīng)費、定量化較精確的分析手段，同時，對變形過程可以直觀的顯示出來，已經(jīng)有相關研究成果的報道[6-8]。
本文將采用商業(yè)有限元軟件MARC2001，對帶有凹槽的深盒形零件正反向超塑脹形過程進行有限元模擬(該零件尺寸糖度要求高，最小壁厚不能小于0．8 mm)，分析不同工藝條件下成形后零件的壁厚分布。
【結 論】
1)正反向超塑脹形工藝是控制成形零件壁厚的有效途徑，通過優(yōu)化壓力一時間曲線和反向脹形模具形狀，可以明顯改善零件的厚度分布；
2)按照優(yōu)化的壓力一時間曲線和反向脹形模具形狀，對帶有凹槽的深盒形零件正反向超塑脹形進行模擬，結果表明，成形過程合理，應變速率分布在允許的范圍之內(nèi)。
以下是正文：
標簽：
超塑脹形