本文關(guān)鍵詞：三通管液壓成形與模具參數(shù)化研究

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【摘要】：液壓成形是一種復(fù)雜的整體塑性成形技術(shù)。成形管件具有表面精度高、質(zhì)量輕、裝配誤差小、節(jié)約成本等優(yōu)點并且在航空、汽車等領(lǐng)域有著極大地應(yīng)用價值和發(fā)展前景。在實際生產(chǎn)中,考慮到模具設(shè)計周期長、設(shè)計人員修改繁瑣等因素,所以,開發(fā)三通管液壓成形模具的專用參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)以提高設(shè)計效率。本文采用仿真模擬和實驗研究相結(jié)合的方法,配合模具的參數(shù)化設(shè)計,針對管徑為32mm,壁厚為1mm的LF2M鋁合金管件開展液壓成形基礎(chǔ)性研究。研究內(nèi)容主要集中在5個方面:(1)為準(zhǔn)確測量直徑為32mm,壁厚為1mm的LF2M鋁合金管件的材料性能,采用單向拉伸實驗中的恒速-位移法。一方面通過不拉斷試樣得到材料的力學(xué)性能參數(shù)后,推導(dǎo)并計算出該類型試樣的塑性應(yīng)變比r值;并由得到的真實應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線圖擬合得到材料的應(yīng)變硬化指數(shù)n值及強度系數(shù)k值。另一方面通過拉斷試樣得到常溫下該材料的延伸率δ和抗拉強度ζb。(2)為了得到該類型三通管件各工藝參數(shù)對成形效果的影響規(guī)律和其成形壁厚分布規(guī)律,結(jié)合液壓成形技術(shù)和有限元法,使用Dynaform軟件對三通管液壓成形開展有限元模擬。結(jié)果表明:隨著摩擦系數(shù)的增大,支管的高度降低而支管的壁厚差增大;隨圓角半徑的增大,支管的高度增大而支管的壁厚差減小。成形后支管壁厚的分布規(guī)律為:以支管頂部中心為視角,沿支管管壁向下壁厚逐漸遞增,倒圓角區(qū)域的壁厚達(dá)到最大。(3)為了獲得合理的內(nèi)壓力加載路徑,通過對不同內(nèi)壓力加載路徑的比較,設(shè)計了有初始內(nèi)壓力的單線性加載路徑。結(jié)果表明:在該加載路徑下,當(dāng)左、右進給量最大位移定為20mm,內(nèi)壓力設(shè)定為5MPa-10MPa時,有效支管高度為26.21mm、有效高度截面最小壁厚為0.88mm,均能滿足有效支管高度為25mm,最小減薄率不超過25%的成形三通管件。并發(fā)現(xiàn)在成形開始時,給予合適的初始內(nèi)壓力能夠避免成形中的褶皺現(xiàn)象;過大的內(nèi)壓力終值會導(dǎo)致支管頂部的破裂;在成形中后期,內(nèi)壓力對控制支管高度起主導(dǎo)作用。(4)為了提高模具設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期并方便研究人員對其他管徑開展三通管液壓成形研究,通過對比不同CATIA二次開發(fā)方式,采用CAA作為開發(fā)工具,實現(xiàn)三通管液壓成形模具參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的創(chuàng)建。(5)采用專用的液壓成形設(shè)備對上述類型的鋁合金管材進行實驗驗證,結(jié)果表明:在初始內(nèi)壓力的單線性內(nèi)壓力加載路徑下成形的三通管件,不僅與仿真模擬結(jié)果相吻合,而且成形效率高,成形質(zhì)量好,滿足三通管件的成形要求。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG394;TG76

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本文編號：1156314