基于流動速度場控制的擠壓成形彎曲管件過程研究.pdf

1、隨著交通工具輕量化的推進(jìn)和航空航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，彎曲管材以其高比強(qiáng)度和高比剛度而應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，汽車、大型飛機(jī)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也對鋁合金薄璧彎管質(zhì)量提出了更高需求，開發(fā)管材彎曲新工藝的研究成為成形技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。
　　 本課題組根據(jù)金屬流動的不平衡性原理提出了偏心擠壓成型管材彎曲件的方法。采用偏心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在模具結(jié)構(gòu)、坯料、工藝參數(shù)等方面采取措施，加大金屬流動的不平衡性，利用材料在管材擠壓過程中流動的不對稱性，直接通過

2、擠壓得到管材彎曲件，實(shí)現(xiàn)管材的擠壓、彎曲一次性成形。
　　 本文首先采用有限元法，通過有限元商用軟件DEFORM對成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，基于材料流動控制的方法研究了偏心擠壓成型管材彎曲件。得出其材料流動模式、應(yīng)力分布情況、載荷變化以及制件彎曲變形情況，分析表明采用該方法得到的管材彎曲件應(yīng)力分布均勻，壁厚均勻，彎曲曲率半徑一致；隨后在此基礎(chǔ)上對模型進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出試驗(yàn)所需模具，首先通過軟質(zhì)材料橡皮泥、Pb進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證分析，并對

3、變形后制件的壁厚以及曲率半徑進(jìn)行分析，驗(yàn)證了此方法的可行性。
　　 其次對差速擠壓成型管材彎曲件的過程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析，采用雙凸模作用，通過擠壓彎曲復(fù)合成形的方法在模具內(nèi)將一塊或多塊坯料擠出彎曲復(fù)合成形管材彎曲件，通過控制擠出速度梯度可以在擠出的過程中實(shí)現(xiàn)不同角度的彎曲，控制管材曲率半徑和璧厚精度。通過雙凸模作用下的成形過程的有限元分析得到其速度場分布情況、材料流動模式、應(yīng)力分布情況、壁厚分布情況、載荷變化情況以及制件彎