非等厚彎管內(nèi)高壓成形研究.pdf

1、彎曲軸線多邊形截面內(nèi)高壓成形管件在汽車、航空、航天等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。由于管材彎曲造成彎曲外側(cè)減薄和內(nèi)側(cè)增厚，導(dǎo)致內(nèi)高壓成形管件初始壁厚非均勻，其變形規(guī)律和以往等壁厚管件內(nèi)高壓成形有著本質(zhì)的不同，有必要對其變形規(guī)律進(jìn)入深入系統(tǒng)的研究。本文通過理論分析、實驗及數(shù)值模擬方法對其內(nèi)高壓成形過程進(jìn)行了研究，為彎曲軸線多邊形截面構(gòu)件在汽車、航空、航天領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論及實驗指導(dǎo)。
　　通過理論分析研究了非等厚彎管在內(nèi)高壓成形過程

2、中應(yīng)力和應(yīng)變規(guī)律，給出了彎曲軸線矩形截面管坯環(huán)向應(yīng)力和厚向應(yīng)變計算公式；揭示了壁厚不均勻彎管在內(nèi)高壓成形過程中塑性變形規(guī)律，結(jié)果表明，由于摩擦切應(yīng)力的作用，彎曲外側(cè)圓角區(qū)與直邊區(qū)的過渡點環(huán)向應(yīng)力和厚向應(yīng)變最大。
　　通過實驗研究了非等厚彎管內(nèi)高壓成形過程的壁厚分布規(guī)律，分析了液體壓力、潤滑劑對壁厚分布的影響。研究結(jié)果表明，彎曲軸線矩形截面試件壁厚分布近似于余弦曲線，并以彎管最內(nèi)側(cè)直邊中心處為對稱軸，彎曲最外側(cè)直邊區(qū)與圓角區(qū)過渡點附

3、近壁厚最薄，彎曲最內(nèi)側(cè)直邊區(qū)中點附近壁厚最厚，在液體壓力為120MPa，最大減薄率17.12％；增大增厚率10.68%。
　　通過實驗研究了非等厚彎管內(nèi)高壓成形過程圓角充填行為，分析了液體壓力、潤滑劑對充填過程的影響，給出了圓角半徑和液體壓力的定量關(guān)系。研究結(jié)果表明：在相同條件下，彎曲軸線矩形截面試件在彎曲內(nèi)側(cè)圓角的變化幅度較彎曲外側(cè)小，其它條件不變的情況下，潤滑的改善使成形相同內(nèi)壓下能獲得更小的圓角半徑。
　　采用數(shù)值模擬

4、研究了貼模順序?qū)?nèi)高壓成形過程的壁厚分布、等效應(yīng)變及圓角填充行為的影響，分別給出了彎曲軸線矩形截面試件在彎曲內(nèi)側(cè)和外側(cè)圓角先貼模、彎曲內(nèi)側(cè)直邊和外側(cè)圓角先貼模及彎曲內(nèi)側(cè)圓角和外側(cè)直邊先貼模三種貼模順序下的壁厚分布和等效應(yīng)變。結(jié)果表明：相同液體壓力下，彎曲內(nèi)側(cè)直邊和外側(cè)圓角先貼模順序下的試件壁厚分布最均勻，彎曲內(nèi)側(cè)圓角和外側(cè)直邊先貼模順序試件壁厚最不均勻，彎曲內(nèi)側(cè)和外側(cè)圓角先貼模順序下的試件壁厚分布介于二者之間；在液體壓力為200MPa時