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文檔簡介
1、內高壓成形工藝在管材脹形基礎上引入軸向力,提高了管坯的成形性。但是內高壓成形時,管坯受較大環(huán)向拉應力開裂仍是主要的失效形式。如果在管坯外側施加可控的外壓,則可以在管坯的外側形成三向壓應力狀態(tài),從而提高管坯的成形性。由于帶外壓管材內高壓成形時,內壓、外壓與軸向力三者互相耦合,變形過程復雜,因此本文首先開展了薄壁鋁合金管雙向液壓脹形研究,并進行了恒定外壓數(shù)值下的管坯的成形實驗與數(shù)值模擬。
由于實驗所需外壓的最大數(shù)值為100MPa,
2、需要采用增壓器進行加載,因此首先改造了實驗設備,在1000噸內高壓成形機上外接一個增壓器,內壓與外壓均由增壓器提供。加載時內壓與外壓按照預設曲線同時上升,當外壓達到設定數(shù)值后保持不變,內壓繼續(xù)升高,直至管材發(fā)生破裂。
采用外徑63mm,壁厚1mm與2mm的薄壁5A02鋁合金管材進行了雙向液壓脹形實驗,測量了不同外壓下管材的膨脹率和壁厚分布。實驗結果表明,隨著雙向液壓脹形實驗中外壓數(shù)值的增大,管材的膨脹率逐漸增大,管材發(fā)生破裂時
3、的壁厚逐漸減小。壁厚1mm和2mm管材實驗結果基本相同,外壓對1mm管坯膨脹率的提高稍大于2mm管材的提高。
采用ABAQUS進行了薄壁5A02鋁合金管材雙向液壓脹形的數(shù)值模擬,模具為剛體單元,管材為實體單元。分析了不同外壓下薄壁鋁合金管材脹形過程中的應力應變的變化規(guī)律以及成形后管件的外徑和壁厚分布。數(shù)值模擬結果表明相同時刻下,外壓高的管材環(huán)向應力和軸向應力均較小。環(huán)向應變逐漸增大,厚向應變逐漸減小,軸向應變?yōu)?且?guī)缀醣3植蛔?/p>
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