上海交通大學(xué)學(xué)報：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、剛度和強度高、耐撞性好等優(yōu)點?，同時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)的研究對于液壓脹形零件產(chǎn)品及其工藝設(shè)計具有重要意義。
國內(nèi)外學(xué)者對于液壓脹形圓角填充進行了大量研究?：Zimerman[7]通過試驗研究了焊縫與模具的相對位置對方管圓角填充壓力的影響?；Yuan等[8]?研究了加載路徑對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?計算機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]?通過試驗研究了摩擦對圓角填充過程中破裂壓力和破裂位置的影響?；Chen[13]采用實體單元建?立了圓角填充的有限元模型?，采用靜態(tài)隱式有限元程序進行計算并分析了圓角填充過程?，研究了摩擦系數(shù)對破裂壓力的影?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?，而軸向進給量對貼模量的影響較小?；適當(dāng)增加軸向進給量?，能夠提高零件圓角處厚度分布的均勻性。
(2)增大對零件的貼模量影響很小?，但會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?，?增大時零件的貼模量增加?，但不會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：
