【摘 要】
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液压胀形工艺在航空航天、汽车、管件等工业中应用广泛,主要用于空心类零件的生产。对液压胀形成形零件成形性的预测,并基于预测结果确定其胀形最优加载路径是成功开发此类零
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液压胀形工艺在航空航天、汽车、管件等工业中应用广泛,主要用于空心类零件的生产。对液压胀形成形零件成形性的预测,并基于预测结果确定其胀形最优加载路径是成功开发此类零件的关键。本文在对国内外液压胀形工艺的发展与现状进行系统的调查与总结的基础上,找出目前所用预测成形极限判据所存在的不足,提出了一种新的板材成形极限预测方法:利用ABAQUS软件模拟管材在复杂应变路径下的加载成形过程,将模拟数据结果代入到已经编写为MATLAB程序的成形极限判据中,实现破裂点预测。设计开发了一套圆管胀方管的液压胀形模具,按软件模拟的工艺路径进行实验,通过将实验与模拟预测结果的对比验证所提理论的准确性,具体内容如下:首先,利用大型有限元软件ABAQUS对板料局部分叉变形和管材胀形成形进行数值模拟,得到板材局部分叉变形的起始点和圆管胀方管在不同加载路径下的变形及应力、应变分布,为成形极限预测判据提供了原始数据。其次,确定所提局部分叉理论解析需要的构成式,给出了成形极限预测判据。利用MATLAB将分叉失稳判据和有限元模拟结果进行有效连接,将有限元模拟中每一增量步下所有节点的应力应变和坐标值代入判据公式中进行计算,得到所有发生局所分叉变形的节点,并将变形后的网格和发生局所分叉变形的节点即裂纹点用MATLAB绘制出来,清楚地表示出预测的材料发生破裂的位置。最后,设计开发了管材胀形成形模具并进行不同加载路径下的管材胀形实验。将实验结果与模拟预测结果进行对比,证明了所提理论方法的可靠性。本研究的成果对于管材胀形成形零件设计及成形工艺优化具有指导意义。
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