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波纹管的液压成形是利用液体介质在管坯内部施加高压,同时在管坯两端施加轴向推力,从而使管坯沿径向局部扩张变形的一种金属塑性成形工艺。在液压成形过程中,由于管坯材料、模具形状和加载工艺条件的影响,波纹管容易产生屈曲、起皱、破裂等成形缺陷。为了防止成形缺陷的产生并提高成形质量,开展波纹管液压成形技术的研究,具有十分重要的现实意义。本文运用有限元分析软件DYNAFORM,建立了波纹管液压成形的数值模型,通过数值模拟分析了成形后波纹管各部位的变形情况,同时进行波纹管的液压成形实验,对数值模拟结果进行验证,最后分析了轴向进给、成形内压、厚向异性系数对波纹管厚度减薄率的影响。论文的主要研究工作和成果如下:(1)建立了波纹管数值模型,进行了波纹管液压成形过程的数值模拟。数值模型中材料选用了考虑厚向异性系数的Hill屈服准则和J.H.Holloman应变强化模型,管坯与模具之间的摩擦力通过罚函数算法和修正的库仑摩擦定律计算,采用具有强大接触分析功能的动力显式算法求解波纹管成形过程的应力应变场。(2)厚度减薄率是反映波纹管成形质量的主要因素,通过波纹管液压成形过程数值模拟,分析了成形后波纹管各部位的变形情况,发现波峰减薄率最大。同时进行了波纹管成形和测厚实验,比较了波纹管减薄率的数值模拟和实验结果,发现两者吻合较好。(3)研究了轴向进给参数对波纹管减薄率的影响。比较了轴向进给位移的四种加载路径:台阶形路径、双线性路径、单线性路径和二次曲线路径对波纹管减薄率的影响,结果为台阶形和二次曲线路径减薄率较大,单线性路径减薄率次之,双线性路径的减薄率较小。说明在总轴向进给位移不变条件下,成形初期快速进给有利于减小波纹管的减薄率。(4)研究了成形内压对波纹管减薄率的影响。采用先升压后保压的梯度加压曲线,波纹管厚度减薄率随着成形内压的升高而增大。但如果成形内压过低,会因成形内压与轴向进给之间匹配不合理,导致波峰处出现明显皱折的现象。(5)为了考虑波纹管液压成形过程中材料的各向异性,采用厚向异性系数反映面内变形和厚向变形的差异。通过不同厚向异性系数材料波纹管成形数值模拟,发现随着厚向异性系数的增大,材料抵抗厚度方向的变形能力增大,因此减薄率减小。