南京化工大学学报：钣料正反胀形过程仿真及加压曲线优化
2022-07-08【作 者】 朱亚军;张中元
【前 言】
正反胀形(也称正反吹成形)是为改善制件壁厚分布而发展起来的一种超塑成形工艺，成形过程首先对坯料施加反向压力，使之发生反向预拉伸变形，吹胀到一定高度后反向卸压，同时开始正向加压，将翻起的坯料压入模腔制成要求的形状。正反胀形的关键在于反向鼓泡高度的控制，鼓泡高度太小，则达不到改善厚度分布的目的;鼓泡高度太大，则会因材料表面积伸展过大而导致成形过程出现褶皱或叠层现象，影响制件质量。其次，成形压力的控制也很关键，特别是正向加压使材料反转时，压力太大可能导致坯料变形过快而破裂，太小则可能使坯料难以反转，成形时间过长。此外，正反胀形要求上、下模腔均具高温密闭环境，工件变形过程无法直接观测，其力学关系也较复杂，采用传统的近似解析方法对其成形过程进行力学分析非常困难，国内外有关超塑成形过程的研究文献也大多集中于普通单向胀形，而关于正反胀形过程的研究资料则罕见。
近年来，基于有限元数值模拟的计算机仿真技术在金属成形领域得到了重要应用，利用计算机仿真可获取成形过程有关材料流动的详尽力学信息，为成形工艺及模具设计提供科学依据。针对饭料正反胀形这种特殊工艺过程进行计算机仿真，解决工艺设计的难点问题是本研究的出发点。
【结 论】
正反胀形过程工件各部分变形是不均匀的，几何形状变化规律复杂，尤其是反胀后正向翻转阶段，不能用简单的球面或椭球面描述;反向鼓泡的大小直接影响制件壁厚，要使壁厚分布相对均匀必须合理控制反胀高度；利用计算机仿真可在不耗费实际材料及工装设备的条件下直观形象地模拟正反胀形过程，预测相关变形力学信息，实现加压曲线优化设计，为工艺参数优化、成品质量控制等提供有效分析手段。
以下是正文：
