锻压技术：TRB 管无补料液压胀形波纹管的研究
2023-10-21【作 者】何滔;顾栩
薄壁金属波纹管同时具有密封、柔性补偿、吸能、抗冲击等特性, 广泛应用于核工业、石油化工、汽车、航空、建筑等领域[1-4], 当前, 薄壁金属波纹管的制造广泛采用液压胀形成形方法[5-8],液压胀形成形技术对于成形复杂形状的薄壁管件具有精度高、 轻量化、 成本低等优势[9]。
现有的波纹管液压胀形成形研究多针对等厚管坯[6-8], 在成形过程中需要轴向加载, 将进给与内压进行匹配得到理想加载路径, 加载设计较为复杂。 无进给成形将极大简化加载路径, 但是, 无进给、 变壁厚原始管坯成形波纹管的研究尚未见报道。 轧制差厚板 (Tailor-Rolled Blank, TRB) 是一种壁厚连续变化的轻量化板材, 研究人员对 TRB 板进行了盒形件、 筒 形件拉深的成形研究[10-12], 也将TRB板制成壁厚连续变化的管坯 ( TRB 管) , 并进行液压胀形成形研究, 其中, TRB 管无补料成形的阶梯管具有较好的壁厚分布均匀性[13]。
本文以波纹管成形的壁厚均匀性为评价标准, 提出应用壁厚连续变化的 TRB 管通过无轴向补料、 一次性液压胀形成形含多个波长且壁厚均匀的波纹管,并进行理论分析及数模模拟验证。
【结 论】
(1) 有限元模拟结果显示, S 型波纹管最大壁厚差为设计壁厚的 8%、 V 型波纹管最大壁厚差为设计壁厚的 9. 33%, 壁厚均匀, TRB 管无补料液压胀形能很好地成形 S 型、 V 型波纹管。
(2) 有限模元拟结果显示, U 型波纹管在未成形完毕即发生破裂, TRB 管不宜用于无补料液压胀形 U 型波纹管的成形中。
(3) S 型波纹管的成形壁厚差值大部分区域为设计壁厚的 0% ~2. 25%, V 型波纹管的成形壁厚差大部分区域为设计壁厚的 0% ~ 4. 17%, 均匀性较好, 模拟结果与理论设计基本吻合。
以下是正文：
