上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：液壓脹形圓角填充影響因素研究
2023-02-13【作?者】徐祥合;張衛(wèi)剛;李淑慧
與傳統(tǒng)的沖壓一焊接工藝相比?，采用液壓脹形技術(shù)所制造的汽車零件具有質(zhì)輕、剛度和強(qiáng)度高、耐撞性好等優(yōu)點(diǎn)?，同時(shí)能夠一次加工橫截面形狀沿軸線變化的零件且加工工序少。目前?，管件液壓脹形技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的手段?，在德國?、北美和日本汽車工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[1-5]。
管件液壓脹形是通過內(nèi)部加壓和軸向加力補(bǔ)料使管坯外壁與模具型腔內(nèi)表面完全貼合的過程[6]。通常?，液壓脹形管件的橫截面為非圓形?，液壓脹形伴隨著圓角的填充過程。在多數(shù)情況下?，液壓脹形零件的失效發(fā)生在過渡圓角處。因此?，圓角填?充是影響液壓脹形過程的關(guān)鍵因素?，相關(guān)的研究對(duì)于液壓脹形零件產(chǎn)品及其工藝設(shè)計(jì)具有重要意義。
國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于液壓脹形圓角填充進(jìn)行了大量研究?：Zimerman[7]通過試驗(yàn)研究了焊縫與模具的相對(duì)位置對(duì)方管圓角填充壓力的影響?；Yuan等[8]?研究了加載路徑對(duì)圓管在方形模具中的圓角填充過程和零件厚度分布的影響?；Kridli等?[10]采?用?計(jì)算機(jī)仿真方法研究了材料的加工硬化指數(shù)?、管坯初始厚度、模具圓角半徑對(duì)圓角填充過程和液壓脹形管件壁厚分布的影?響；Songmene等[11,12]?通過試驗(yàn)研究了摩擦對(duì)圓角填充過程中破裂壓力和破裂位置的影響?；Chen[13]采用實(shí)體單元建?立了圓角填充的有限元模型?，采用靜態(tài)隱式有限元程序進(jìn)行計(jì)算并分析了圓角填充過程?，研究了摩擦系數(shù)對(duì)破裂壓力的影?響規(guī)律。這些研究主要集中于圓角填充過程?，而對(duì)于圓角填充影響因素的研究并不全面。本文以正方形管件液壓脹形為例?，以貼模量和零件的厚度分布為指標(biāo)?，分別研究加載路徑?、摩擦系數(shù)?、厚向異性系數(shù)和加工硬化指數(shù)對(duì)液壓脹形圓角填充過程的影響。
【結(jié)?論】
(1)零件的貼模量主要取決于內(nèi)壓力?，而軸向進(jìn)給量對(duì)貼模量的影響較小?；適當(dāng)增加軸向進(jìn)給量?，能夠提高零件圓角處厚度分布的均勻性。
(2)增大對(duì)零件的貼模量影響很小?，但會(huì)降低零件厚度分布的均勻性?，不利于零件的液壓脹形。
(3)增加r將使零件的貼模量增大?，零件厚度分布均勻性提高?，從而提高了零件的成形性能。
(4)在相同條件下?，?增大時(shí)零件的貼模量增加?，但不會(huì)降低零件的厚度分布均勻性?，因此?，增大有利于零件的液壓脹形?。
以下是正文：
