【摘 要】
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液压成形技术作为一种新型的塑性成形工艺,因能节省模具成本、提高材料表面质量和成形性能而在汽车、航空、航天等工业领域得到广泛应用。对于某些复杂截面的结构件,很难通过液
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液压成形技术作为一种新型的塑性成形工艺,因能节省模具成本、提高材料表面质量和成形性能而在汽车、航空、航天等工业领域得到广泛应用。对于某些复杂截面的结构件,很难通过液压成形直接获得最终零件,为了保证成形零件的质量,液压成形之前需要进行预成形。如果预成形管坯形状不合理,将造成咬边、开裂、厚度分布不均等情况。因此,预成形工艺在液压成形件质量控制中起到了关键作用。如何合理设计预成形工艺成为了本文的研究重点。 本文主要通过有限元数值模拟方法对矩形截面管件的成形过程进行分析和对比,从而确定最优的预成形方案和工艺参数。在有限元模拟中采用Bar lat89各向异性模型。 首先针对矩形截面管件设计了七种预成形方案,对每种方案通过LS-Dyn a商用有限元软件进行预成形和最终液压成形过程的数值仿真模拟,对比分析了各方案所得零件的成形结果,考察厚度分布情况、减薄率大小以及成形圆角半径等零件信息,通过对比确定最优的成形方案并进行试验验证。 以5A02铝合金管件为例,针对不同几何尺寸的管材,利用正交实验确定最优的模具参数和工艺参数组合,并通过改变加载压力获得最大减薄率为10%时的最大加载压力以及成形圆角半径,拟合获得目标零件的几何参数与工艺参数之间的函数关系。 分析材料参数、加载压力与成形后所得零件几何参数之间的关系,研究表明:液压成形管材的最大减薄率为10%时,最大加载压力P与硬化系数K近似成正比;最大液体加载压力随硬化指数n的增大而线性减小。根据此规律可以将5A02铝合金的最优预成形方案推广应用至其他材料。
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