塑性工程学报：汽车副架液压胀形预成形工艺设计的数值模拟
2022-09-27【作 者】雷丽萍;方刚;曾攀;张慧玲
根据预成形原料轴线的形式，液压胀形工艺可 以划分为两类，即直管液压胀形工艺和预弯管液压 胀形工艺[1]。不同于直管液压胀形工艺，预弯管液 压胀形的管料必须弯曲成具有与所成形部件相近似的中心线，以便管料可以顺利放入成形模腔内!由 于管两端的轴向进给无法有效地将材料补偿到胀形区内，预弯管液压胀形工艺比直管液压胀形工艺具 有更大的实施难度! 汽车副架的几何形状较为复杂，在一个胀形工步工艺条件下获得良好的预弯管胀形产品是极其困难的，因此需要一个预成形工艺!它的液压胀形预 成形设计涉及到接近于产品的过渡几何形状，保证 成形产品无缺陷，同时又不造成材料的过度浪费! 事实上，一个好的预成形工艺可以明显降低生产成 本，这也是液压胀形工艺成功的重要因素! 对于汽车副架液压胀形的预成形设计问题，实 验和理论分析表明，如果初始管料直径远大于最小 部分的直径，最终工件容易出现曲皱失效缺陷!如 果管料尺寸太小，由于过大的周向延伸变形，部件无法完全成形!这将导致尚未完全成形的部件产生 爆裂胀坏变形!为了获得良好液压胀形成品，必须 开展工艺参数对液压胀形时管料胀裂变形的影响等 相关研究工作!然而，迄今为止所涉及的液压胀形 胀裂研究基本上是借助于实验结果提出的分析，还 很少有针对这类问题的理论研究结果!鉴于此，本文应用数值模拟方法和延性断裂准则，针对给定工艺条件下初始管料直径的确定，对汽车副架的液压胀形预成形工艺设计问题进行了数值模拟研究!
【结 论】
在汽车副架这一类典型预弯管件的液压胀形工艺的预成形设计中#可以应用所提出的理论方法进行数值模拟，确定适合预成形工艺条件的管材初始尺寸，数值模拟结果表明，为了获得良好的副架产品，初始管料的直径应该大于40mm，虽然在液压胀形前需要附加的冲压成形工艺，但是50mm管料可以成形没有爆裂胀形缺陷的产品。从所有的数值模拟结果中可以看出，所开发出的HydroFORM-3D软件可以提供合理、有效的液压胀形工艺的成形信息，避免或减少采用传统的试错法，提高成形设计的效率和减少费用。
以下是正文：
