脈動液壓加載下管材徑壓脹形成形規(guī)律的研究.pdf

1、管材液壓成形作為制造復雜形狀空心工件的主要成形方法之一,是一種以輕量化和一體化為特征的空心變截面輕體構件先進塑性加工技術。管材徑壓脹形技術(Tube Hydro-forming with Radial crushing,簡稱THFRC)作為其主要分支之一,在生產汽車機架、發(fā)動機等周向截面復雜的中空零件時,可以降低成形壓力,減小對模具的要求,更重要的是可以增加管材貼膜率、提高壁厚均勻性。加載路徑的優(yōu)化一直是研究的重點。脈動液壓加載作為加載

2、路徑優(yōu)化方式之一,是一種提高管材成形性能行而有效的方法,越來越受到重視。本課題采用理論、數值模擬與試驗相結合的方法,開展對脈動液壓加載下THFRC成形規(guī)律的研究。
　　根據脈動液壓加載方式下THFRC原理,設計一套管材脈動液壓成形試驗系統(tǒng),對SUS304不銹鋼管材脈動液壓脹形過程進行試驗研究;同時通過DYNAFORM有限元模擬軟件對管材脹形過程進行數值模擬,并通過對試驗和模擬結果的對比分析,驗證有限元模型的精度;結合模擬結果和試驗

3、結果,觀察管材脈動液壓過程中表面起皺狀態(tài),對比分析折線液壓加載和脈動液壓加載下管材脹形質量,研究不同脈動頻率、振幅對管材最大脹形高度和壁厚均勻性的影響規(guī)律;分析脈動頻率、振幅對管材微觀組織的影響規(guī)律,從微觀角度揭示脈動液壓加載提高管材成形質量的機理。
　　研究結果表明:(1)相對于有軸向進給的管材脈動液壓成形,無軸向進給的THFRC過程中,管材表面也存在起皺出現和消失的現象;(2)相同最大液壓下,相對于本文的折線液壓加載,脈動液壓

4、加載能使管材成形件具有更大的脹形高度和更好的壁厚均勻性,有效地提高了THFRC成形性能;(3)在脈動液壓加載下THFRC過程中,頻率對管材最大脹形高度的影響規(guī)律呈波浪形分布,當頻率為150 n/min時,得到管材最大脹形高度最大;隨著頻率的增大,壁厚均勻性時好時壞,當頻率超過一定值時,均勻性的變化基本趨于穩(wěn)定;(4)振幅增大,管材成形件最大脹形高度越小,但壁厚均勻性越好;(5)隨著頻率的增大,管材馬氏體含量逐漸增多,晶粒變大,當增大到某