吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：超塑性金屬薄板自由脹形極限分析及其最佳加壓規(guī)律
2023-05-30【作 者】宋玉泉;趙軍
【引 言】
超塑脹形是在材料的最佳超塑溫度下進(jìn)行的。 恒溫條件下， 超塑材料主要對應(yīng)變速率敏感， 故選擇工藝參數(shù)應(yīng)從考慮應(yīng)變速率場的變化規(guī)律 入手。用變m 值本構(gòu)方程[1] 。對自由脹形的力學(xué)分析結(jié)果指出[3] ， 應(yīng)變速率場的變化主要受三個方面因素的影響材料的超塑力學(xué)性能；工件 的原始幾何尺寸；外加壓力。 就具體的成型工藝而言， 材料和原始幾何尺寸都是一定的， 確定工藝參數(shù)的主要任務(wù)就是選擇合適的外加壓力， 以及在該壓力下的成型時間。 顯然，壓力越大，成型時間越短， 這是提高生產(chǎn)率所希望的。但另一方面， 壓力越大應(yīng)變速率越大， 當(dāng)應(yīng)變速率超過最佳范圍時， 則會降低成型極限， 可能導(dǎo)致成型失敗。 因此， 為了正確地選擇工藝參數(shù)， 必須首先掌握脹形工藝的成型極限。 金屬薄板的超塑脹形盡管已廣為應(yīng)用， 但工藝參數(shù)的選擇尚無充分的理論依據(jù)。 本文的目的就在于對自由脹形的成型極限進(jìn)行理論分析， 進(jìn)而給出選擇工藝參數(shù)的方法。
【結(jié) 論】
1、超塑薄板的脹形能力不是其本身的固有特性， 而是一種工藝性能。 脹形極限與材料的力學(xué)特性參數(shù)
、 原始幾何尺寸比
以及外加壓力(p)有關(guān)。
2、脹形極限材料常數(shù)D是反映材料本身力學(xué)特性對脹形極限影響的一個重要的工藝參數(shù)， 可作為衡量不同材料脹形能力的指標(biāo)，D值越小， 脹形能力越強(qiáng)。
3、對于恒壓脹形， 可根據(jù)成型件自由脹形階段所要達(dá)到的高度在自由脹形極限圖上確定工藝參數(shù)（外加壓力p及在該壓力下的成型時間t） 。
4、利用最佳加壓規(guī)律圖， 可確定分級變壓脹形的工藝參數(shù)。與恒壓脹形比較，變壓脹形不僅可以提高極限脹形高度， 而且可大大縮短成型時間。 極限脹形高度相近時， 變壓脹形時間僅為恒壓脹形時間的1/4~1/2。
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