应用力学学报：超塑性恒压充模胀形过程各力学量场的影响因素及影响规律
2023-05-03【作 者】李园春;李淼泉
【引 言】
超塑性胀形工艺已成为航空、航天等部门制造结构部件的重要方法，对其变形力学规律的研究已受到国内外学者的普遍重视。
近年来对超塑性自由胀形过程的有限元分析已有较多，但对充模胀形的研究公开报道较少[1-3]，这与充模过程中的动态边界条件较难处理有关。文献[1-3]均偏重力研究胀形厚度分布规律，迄今为止，对充模胀形过程各力学量场及其影响因素、影响规律的研究尚未见国内外报道，而这对全面理解充模胀形过程中的变形力学规律，进而为实际工艺提供理论指导是至关重要的。文中采用刚粘塑性有限元法模拟分析了这一问题并对模拟结果进行了实验验证。
【结 论】
1）应变速率敏感性指数m越大，超塑性恒压充模胀形过程中胀形件上各点的等效应力越小，而应变速率越大，最终制件上变形较大的顶壁和角部的等效应变越小，这对提高材料的胀形成形能力、增加变形的均匀性和缩短成形时间十分有利，故而应尽量提高材料的m值。
2）厚向异性系数R越大，虽然降低了各点的等效应力，但同时也降低了它们的应变速率，使成形时间增加，胀形制件上各点的等效应变均增大，故降低了材料的胀形成形能力。但由于增大了侧壁边缘附近的等效应变速率，故增加了变形的均匀性。
3）界面摩擦越小，胀形制件上变薄最严重的角部附近的局部变形得以缓解，故工艺上应尽量降低摩擦。
4）初始板厚越大，胀形中各点的等效应力越小，但应变速率也越小，增加了成形时间。
以下是正文：
