金属科学与工艺：刚塑性有限元法求解护环的液压胀形问题
2023-06-15【作 者】杨煜生;陶永发;符志
【前 言】
护环是大锻件生产中难度较大的重要锻件之一。至今仍主要采用各种冷变形强化工艺进行生产。其中以液压胀形法较为先进，它不仅成形精度高、机械性能均匀、而且操作方便，生产率高。而液压胀形工艺自身又有一些新的发展，如在上、下锥形模中设置直径接近环坯内径的减力柱，变形时高压液体可由环坯外得到补充，因而变形力可以大幅度下降。但是这胀种形法环坏受力比较复杂，如图1所示，护环不仅在内表面上受到高压液体的压力，而且在端口上受到模具的作用力，该力的大小和方向皆可随模具角度及轴向力大小等参数的改变而变化，它直接影响着胀形过程中形状的变化，因此它也是控制成形精度的主要依据。
为了获得强化变形后予定的机械性能和较高的成形精度，必须准确地分析胀形过程中力参数对成形精度的影响规律，给出最佳的工艺参数。目前对于护环成形规律的解析，仅限于假定护环的变形为准平面变形[1]，即假设环坯始终均匀地胀形。但是，事实上由于受力情况的不同，护环常会出现彭形、双彭形、凹形或交替变化，所以并不总是满足准平面变形条件。因此，我们采用刚塑性有限元法进行护环的大变形分析，它可以对胀形全过程进行准确的模拟。
【载荷变化规律】
图10为胀形过程中液体压力的变化曲线。由于变形强化效应，胀形过程中液体压力不断提高。图R1中为护环的外径，与实测结果相符合。
从以上一系列结果可以看出，计算的结果是准确可靠的，可以用来确定液压胀形所需的工艺参数。同时也表明上述求解方法不仅可用于护环的液压胀形，而且可应用于分析非刚性工具加载的其它塑性成形工序。
以下是正文：
