铝合金管材三通成形技术研究

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xy3594830691
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与锻造、冲压等成形工艺相比,管材内高压成形工艺具有节省原材料、产品质量高、生产效率高等优点,因而该工艺被广泛应用于机械制造、航空航天、车辆与船舶制造等领域。本文针对外径为24mm,内径21mm的5052铝合金T型三通管,通过成形过程力学分析、有限元模拟仿真、试验验证等手段来探究影响以聚氨酯橡胶作为胀形介质成形三通管的成形效果的工艺参数。基于以上,本文得到:首先对橡胶材料本构关系中的统计学理论、唯象学理论进行概述,并对每种理论中的一些重要的应变能密度函数进行了简单的介绍,基于以上,本文借助常用的单轴压缩和单轴拉伸两个试验方法测得不同硬度的橡胶Mooney-Rivlin模型的两个材料参数C10和C01。其次从成形初期和成形中期两个阶段通过力学分析,分别对管坯变形区和补料区的应力应变状态进行分析,从而得到管坯的主管部分从底部到顶部,壁厚呈越来越薄的趋势,并且壁厚的减薄幅度会随着胀形内压力的增大而变大;支管顶部越靠近中心轴线,其壁厚越薄的规律。同时对管坯长度、橡胶棒尺寸、橡胶胀形力、轴向进给量等工艺参数进行分析说明与计算。接着确定成形试验装置,并对其中的冲头、模具以及反压装置的设计进行说明。最后利用有限元数值模拟以及试验验证相结合的方法,得到的三通管成形过程中的几个工艺参数(冲头前端距离l1、反压装置的初始高度h0和反压高度h1和橡胶棒的硬度等)对铝合金三通管的成形影响如下:冲头前端距离l1的取值应该适当,如果取值过小或过大,会使管坯不成形或是破裂。随着反压初始高度或反压高度的增加管坯支管的成形效果逐渐提高。但二者都是存在最佳值的。与以一段橡胶棒成形相比三段橡胶棒组合所成形的管坯,其效果有所提高;在对三段橡胶棒组合的硬度优化中可以看出,中间段橡胶棒的硬度比两端的橡胶棒小一些的组合,成形后的三通管管坯的效果要略好一些。
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