林艳丽何祝斌苑世剑
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00020
基于中间自由胀形区为椭圆形轮廓线的假设, 对管材自由胀形过程进行了理论分析, 研究了影响椭圆形状的主要因素及其对测试结果的影响. 结果表明, 影响椭圆形状的主要因素是管材胀形区长度和约束模具圆角半径. 在其它条件一定时, 椭圆的长短半轴比值随管材胀形区长度的减小或约束模具圆角半径的增大而减小, 即管材胀形后的轮廓线形状从椭圆形逐渐变化为圆形然后又变为扁椭圆形. 由胀形实验所得的应力--应变曲线随胀形区长度和约束模具圆角半径的不同而不同,但基本低于单向拉伸所得结果; 而且在胀形区长度减小或约束模具圆角半径增大时,这种差别更大.
关键词:
液压成形
,
stress-strain curve
,
tube bulge test
,
mechanical property
韩聪
,
孙立宁
,
刘钢
,
苑世剑
材料科学与工艺
针对弯曲轴线矩形截面件内高压成形时容易发生开裂的问题,以轿车底盘前梁为例,采用数值模拟和试验的方法分别研究了0.98α、1.0α和1.02α(α为内高压件的轴线中心角)3种弯曲角度对弯曲轴线矩形截面件内高压成形开裂缺陷的影响.结果表明,采用0.98α和1.02α弯曲角度时,内高压成形时在弯角外侧和矩形截面过渡区叠加区域出现开裂缺陷,而采用1.0α的弯曲角度时,能够顺利成形出合格的内高压件.由此可知,对于弯曲轴线矩形截面件,弯曲工序引起的壁厚减薄及轴线偏移是导致内高压开裂的主要原因,通过合理的弯曲角度可以有效控制内高压成形截面环向变形的均匀性,避免开裂的产生.
关键词:
内高压成形
,
液压成形
,
底盘前梁
,
结构件
韩聪
,
张伟玮
,
苑世剑
,
赵福全
,
丁勇
,
曹伟
材料科学与工艺
针对复杂截面扭力梁内高压成形容易出现咬边和开裂的问题,以轿车V型扭力梁为例,采用数值模拟和试验方法,分析了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,重点研究了压下量（Y）和侧向宽度（B）对预制坯形状和内高压成形的影响.结果表明,当Y、B分别为0.83D（D为管材直径）、0.73D和0.78D、0.78D时,得到的预制坯形状在合模时出现咬边缺陷;当Y、B分别为0.73D、0.73D和0.78D、0.68D时,得到的预制坯形状能够顺利完成合模过程,但在内高压成形时出现了开裂缺陷;当Y、B为0.78D、0.73D时,得到的预制坯能顺利成形出合格的内高压成形零件.由此可知,预制坯形状是决定复杂截面扭力梁内高压能否顺利成形的重要因素,通过控制截面的高宽尺寸和形状,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生.
关键词:
内高压成形
,
液压成形
,
扭力梁
,
预成形
齐延兵
,
林俊峰
,
苏海波
,
陈新平
,
刘钢
材料科学与工艺
为了研究管材液压冲孔中冲头形状对塌陷的影响规律,采用7种不同形状的冲头进行了液压冲孔实验,分析了冲头形状对液压冲孔质量的影响.实验结果表明:塌陷深度随着冲头端面倾斜角度的增大而减小,随着冲头圆角的增大而增大.提高内压能够降低塌陷深度,塌陷深度随着管内压力的增大而减小.不同形状冲头对塌陷的影响不同,斜冲头冲孔后塌陷较小,圆角冲头冲孔后塌陷较大.
关键词:
液压冲孔
,
液压成形
,
管材
,
塌陷
,
冲头
,
汽车零部件
刘伟
,
刘钢
,
崔晓磊
,
武永
材料科学与工艺
通过应力分析了异种板材配对液压成形过程板材的变形行为和相互作用,采用DC04、DP450两种板材组成3种配对方案,通过数值模拟和实验获得了3组配对方案中板材的法兰流入量、试件高度和壁厚分布.研究发现,强度低的板材先发生变形,并带动强度高的板材变形,而后者阻碍前者变形,两个板材总体上趋于协同变形,数值模拟和实验结果证明了力学分析结论的正确性.
关键词:
液压成形
,
异种板材
,
变形行为
,
数值模拟
,
高强钢
,
摩擦力
韩聪
,
王小松
,
苑世剑
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.04.006
利用动态显式有限元程序LS-DYNA,采用多步法和单步法两种方式,以某型号副车架为例,对曲线空心构件的内高压成形过程进行了数值模拟研究,给出了两种方式下副车架内高压成形后的壁厚分布.在模拟的基础上进行弯曲、预成形和内高压成形试验,获得了副车架内高压成形件,给出了典型截面的壁厚分布,并与两种模拟结果进行了比较.结果表明,采用多步法数值模拟技术模拟曲线空心构件的内高压成形过程,考虑了弯曲和预成形对后续的内高压成形过程的影响,模拟结果与试验结果基本吻合,能够更加准确地反映曲线空心构件的内高压成形过程.
关键词:
内高压成形
,
液压成形
,
弯曲
,
副车架
,
数值模拟
苑世剑
,
何祝斌
,
刘钢
,
王小松
,
韩聪
中国有色金属学报
介绍哈尔滨工业大学在内高压成形基础理论、关键技术及工业应用等方面取得的重要进展.在基础理论方面,利用平面应力屈服椭圆描述典型内高压成形过程中应力状态及壁厚变化趋势；揭示变径管内高压成形过程中壁厚分布规律以及多边形截面环向的壁厚分布特点；指明整形阶段圆角充填时存在极限圆角半径；发明了用于测量管材环向力学性能的管材环向拉伸实验方法.在工艺关键技术方面,针对航空航天领域对大直径薄壁复杂管件的需求,发明了Y型薄壁三通管两步成形方法、双层管充液弯曲方法,试制出超薄Y型三通管、整体不锈钢进气道及弯管零件.在工业应用方面,研制了合模力最大达55 MN的工业生产用大型内高压成形机,并成功地用于轿车底盘零件大批量生产.
关键词:
内高压成形
,
液压成形
,
塑性变形
,
应力状态
,
失稳行为
刘钢
,
苑世剑
,
阴雪莲
,
苗启斌
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.01.005
设计制造了管材外压成形试验装置,在该装置上实现了管材外侧的高压密封和内部芯模的拆装.采用碳钢管进行了薄壁空心花键件的外压成形试验研究,利用液体介质在管坯外部建立静水压力,使坯料横截面缩小并成形到置于其内部的芯模上,从而获得了空心花键形状的试验件.试验反映了外压成形压力较低、壁厚分布较均匀的特点,所获得的成形件内表面形状与芯模的外表面形状基本一致,同时,成形中不同键位管壁失稳的随机性,对成形件壁厚分布有一定影响.
关键词:
外压成形
,
管材屈曲
,
轻量化构件
,
液压成形
林艳丽
,
何祝斌
,
苑世剑
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00020
基于中间自由胀形区为椭圆形轮廓线的假设,对管材自由胀形过程进行了理论分析,研究了影响椭圆形状的主要因素及其对测试结果的影响.结果表明,影响椭圆形状的主要因素是管材胀形区长度和约束模具圆角半径.在其它条件一定时,椭圆的长短半轴比值随管材胀形区长度的减小或约束模具圆角半径的增大而减小,即管材胀形后的轮廓线形状从椭圆形逐渐变化为圆形然后又变为扁椭圆形.由胀形实验所得的应力-应变曲线随胀形区长度和约束模具圆角半径的不同而不同,但基本低于单向拉伸所得结果;而且在胀形区长度减小或约束模具圆角半径增大时,这种差别更大.
关键词:
液压成形
,
应力-应变曲线
,
管材胀形实验
,
力学性能
林俊峰
,
李峰
,
韩杰才
,
冯书乐
,
苑世剑
材料科学与工艺
加载路径是影响管件液压成形结果的关键因素,为了快速准确地确定管件液压成形中的加载路径,提出了利用理论计算与数值模拟相结合的方法来优化和调整成形的加载路径,确定最佳的成形区间.根据塑性力学理论计算出成形的初始内压,确定出成形区间,然后调整不同的轴向补料量进行数值模拟,并根据数值模拟的分析结果确定最佳的补料量,最终通过调节加载路径的斜率,获得合理的成形加载路径.实验结果表明:针对非对称结构的空心轴类件的液压成形,应用本方法快速地确定出合理的加载路径,零件顺利成形,且成形零件的减薄率在整个成形区间里是最小的.
关键词:
液压成形
,
加载路径
,
非对称管件
