随着结构轻量化的发展,近年来管材内高压成形的应用越来越广泛,尤其是在汽车行业.该文介绍了另外一种具有创新意义的液压成形工艺-外高压成形.这种工艺是采用液体介质在空心坯料(主要指管坯)外部施加静水压力,使坯料横截面缩小并成形到置于其内部的芯模上,因而成形件的内表面形状与芯模的外表面形状基本一致.为了研究管材在外压下的成形行为,用有限元方法模拟了低碳钢管无芯模的外压屈曲和有芯模的外压成形.模拟显示,对于没有芯模的外压屈曲,管坯长度越小,屈曲波数越多,临界压力越高.另一个对外压屈曲有很大影响的因素是管坯厚度,对于同样外径的管坯,增加壁厚,导致了环向屈曲波数减少,临界屈曲压力增大.模拟结果还表明,对于有芯模的外压成形,管坯变形区长度、椭圆度和六瓣芯模的横截面形状对成形件的壁厚分布有一定影响.该文进行了有芯模和无芯模的外压成形试验研究,材料分别为20钢和1Cr18Ni9Ti.对于外径40mm、壁厚2mm、变形区200mm的20钢管,当无芯模受外压时,环向屈曲波数是两个,临界屈曲压力是36.5MPa;当采用六瓣芯模成形时,从试验中看到成形过程中管坯横截面各处并不是同时屈曲,而是某一处先发生屈曲,接着逐渐向下一处发展,直到整个管坯.经测量20钢的六瓣芯模成形件壁厚最大减薄量5.9﹪,在此条件下它的成形性良好.1Cr18Ni9Ti管在外压下的行为和特点与20钢类似;然而,它的临界屈曲压力是25MPa.该文提出薄壁管在外压下的屈曲行为,可以用弹塑性稳定理论来解释,并按此理论计算了临界失稳压力.该文还分析了在外压成形时波峰、波谷点的应力变化.成形时管坯为双拉应力状态,但由于失稳前的压应力状念,壁厚有一定程度的增加,因而成形件壁厚减薄幅度较小.