机械工程与自动化：径压胀形中管材的填充性及成形性分析
2022-09-16【作 者】邓洋;杨连发
径压胀形概述：
径压胀形是指管材在内部液体压力及外部径向压力共同作用下胀形的成形工艺，图1为径压胀形工作原理示意图。
径压胀形的基本原理是:管材首先在内压力p作用下产生自由胀形，径向尺寸胀大到某一个值Da，见图1( b);随后，在保持合理内压力的同时，模具作径向运动，对变形管材施加径向压力，使管材在内压力及径向压力下复合成形直至模具闭合，见图1( c)模具闭合后，可以继续加载内压力，使管材尽可能充分填充模具达到精整成形，见图1( d)。
径压胀形具有不少优点，如将圆管材径压胀形成三角形断面时，径压胀形所需的最大内压力及最大锁模力仅为自然胀形所需的1/40和1/27，而且前者的管材厚度更加均匀，填充性更好[1]，因此具有良好的应用前景，正成为研究的热点。Hwang等[2 , 3]分析了管材径压胀形的极限胀形直径及壁厚分布情况，探讨了胀形压力与加载路径的关系及对管材填充性的影响。加载方式是影响管材成形性能的重要因素，一些学者对此开展了研究。如日本学者水村正昭等[4]基于轴压胀形的成形性分析提出了管材胀形的成形裕度结构;李洪洋等[5]研究了加载方式对液压胀形方截面管材的影响。由于径压胀形的研究目前仍处于起步阶段，有关加载方式对管材填充性及成形性影响研究的报道还较少。本文采用有限元数值模拟方法对此进行了分析与研究。
【结 论】
通过对管材径压胀形过程进行有限元数值模拟分析可知:管材径压胀形时，若自由胀形的直径或内压力越大，则管材的填充性越好，但管材壁厚分布越不均匀，减薄越严重，管材成形性越差;管端固定与管端自由相比，后者的填充性及成形性较好;管材与动模之间摩擦力的存在使得管材断面形状不完全对称，而且，这种非对称性随着自由胀形的直径或内压力的增大而显著。
以下是正文：
