基于参数优化的内高压成形T型管壁厚均匀化研究
发布时间：2021-01-11 13:55
为满足汽车、飞机结构件的质量轻、成本低和具有高安全性的要求,需要新的制造工艺。相比传统铸锻焊等成形工艺技术,内高压成形工艺具有结构轻量化的核心技术,并且模具成本低、成形件结构强度和刚度高、避免二次再加工和报废率低等优点。本文首先利用有限元数值模拟软件Dynaform,对模具的过渡圆角半径大小、摩擦系数、内压力和轴向进给量的匹配加载方式和平衡冲头的进给等,影响T型三通管内高压成形的主要工艺参数进行成形结果分析,发现T型三通管内高压成形件,支管管壁顶部最薄,直管两端壁厚最大,直管壁厚增厚率由管材两端向中心不断减小,壁厚分布不均匀。在满足三通管成形壁厚均匀化的前提下,应选择过渡圆角半径较大的模具进行试验。尽量降低摩擦系数,加强管件材料流动。对于内压加载与轴向进给加载轨迹,本文给出4种加载轨迹,综合极限壁厚和支管高度,最终确定使用在初始内压为一定值时,再开始轴向进给的多线性加载路径。平衡冲头上升速度应略快于支管成形速度,保证冲头与支管顶部相对接触。然后,根据综合选择出的加载路径方案,将加载路径上的各点与摩擦系数作为可能影响壁厚增厚率和减薄率的影响因子,利用正交实验设计和极差分析,将各成形工艺参...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内高压成形零部件在汽车上的部分应用
图 1-2 空心双拐曲轴材内高压成形技术特点内高压成形由于其轻量化这一优点，更是广泛用于航空航天及高强度钢及各种复合材料，让材料轻量化，更利用内高压成形使得结构件以空心代实心、以变截面代等截面、以封闭界面代量化。经研究表明，在航天航空行业，对标定的减重指标，可料减轻三分之二的重量，约三分之一的减重目标则由结构的轻行业，由于受到成本限制，与航空航天行业不同，在材料一合理的轻体结构来降低构件的重量。而且内高压成形还可以一长度变化的变截面或变轴线管件，如从最初始截面为圆形的管形、矩形和梯形等其他异型封闭界面。传统的冲压、焊接工艺，管材内高压成形有下列优点[1]，[11]-[1低管件质量，节约毛坯材料
（c）成形、整形阶段 （d）取料阶段图 2-1 内高压成形过程示意图2.2.2 内高压成形件分类现今，为制造更为复杂的封闭空心截面零件，传统工艺已经不能满足结构计的需求。内高压成形正是为了解决这一困境提出的新成形方法，内高压成形主要分为三大类，变径管、多通管及变曲轴线异型截面管[37]-[39]，如图 2-2 所示其中，多通管以 T 型管、Y 型管及 X 型四通管等为主；异型截面管的中心轴是通常为二维或三维曲线，需要对管件进行预成形，使得截面变形变化较大的分得到充分补料，典型截面形状为梯形、矩形和椭圆形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律[J]. 郭群,陶杰,靳凯,李经明,赵长坚,万柏方,郭训忠. 精密成形工程. 2016(06)
[2]飞行器主承力结构的轻量化设计[J]. 刘源,肖任勤,韩德东,郭辉荣. 光学精密工程. 2015(11)
[3]内高压成形制备6063铝合金异形管件的壁厚分布及尺寸精度[J]. 蔡洋,刘强,王小松,苑世剑. 中国有色金属学报. 2015(09)
[4]北美之行压力顺序液压成型掀起汽车生产革命[J]. 王怡洁. 汽车与配件. 2012(53)
[5]空心变截面构件内高压成形工艺与装备[J]. 苑世剑,韩聪,王小松. 机械工程学报. 2012(18)
[6]内高压成形理论与技术的新进展[J]. 苑世剑,何祝斌,刘钢,王小松,韩聪. 中国有色金属学报. 2011(10)
[7]管材内高压成形技术的研究进展[J]. 徐明达,代宇春,赵立伟. 锻压装备与制造技术. 2009(03)
[8]有限元法的基本思想与发展过程[J]. 鲁建霞,苟惠芳. 机械管理开发. 2009(02)
[9]通过预成形降低内高压成形压力的机理分析[J]. 苑世剑,刘钢,韩聪. 航空材料学报. 2006(04)
[10]我国内高压成形技术现状与进展[J]. 苑世剑. 锻压技术. 2004(03)
硕士论文
[1]LF2M铝合金T型三通管内高压成形影响因素研究[D]. 包文兵.南昌航空大学 2017
[2]基于管件液压成形技术的汽车结构轻量化研究[D]. 徐鸣涛.南昌大学 2016
[3]基于响应面法的车内结构噪声控制研究[D]. 周萍.湖南大学 2011
[4]多通管液压胀形工艺仿真及成形控制模式研究[D]. 翟江波.西北工业大学 2007
[5]三通管液压成形技术有限元模拟及工艺分析[D]. 李乐.重庆大学 2004
本文编号：2970891
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内高压成形零部件在汽车上的部分应用
图 1-2 空心双拐曲轴材内高压成形技术特点内高压成形由于其轻量化这一优点，更是广泛用于航空航天及高强度钢及各种复合材料，让材料轻量化，更利用内高压成形使得结构件以空心代实心、以变截面代等截面、以封闭界面代量化。经研究表明，在航天航空行业，对标定的减重指标，可料减轻三分之二的重量，约三分之一的减重目标则由结构的轻行业，由于受到成本限制，与航空航天行业不同，在材料一合理的轻体结构来降低构件的重量。而且内高压成形还可以一长度变化的变截面或变轴线管件，如从最初始截面为圆形的管形、矩形和梯形等其他异型封闭界面。传统的冲压、焊接工艺，管材内高压成形有下列优点[1]，[11]-[1低管件质量，节约毛坯材料
（c）成形、整形阶段 （d）取料阶段图 2-1 内高压成形过程示意图2.2.2 内高压成形件分类现今，为制造更为复杂的封闭空心截面零件，传统工艺已经不能满足结构计的需求。内高压成形正是为了解决这一困境提出的新成形方法，内高压成形主要分为三大类，变径管、多通管及变曲轴线异型截面管[37]-[39]，如图 2-2 所示其中，多通管以 T 型管、Y 型管及 X 型四通管等为主；异型截面管的中心轴是通常为二维或三维曲线，需要对管件进行预成形，使得截面变形变化较大的分得到充分补料，典型截面形状为梯形、矩形和椭圆形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律[J]. 郭群,陶杰,靳凯,李经明,赵长坚,万柏方,郭训忠. 精密成形工程. 2016(06)
[2]飞行器主承力结构的轻量化设计[J]. 刘源,肖任勤,韩德东,郭辉荣. 光学精密工程. 2015(11)
[3]内高压成形制备6063铝合金异形管件的壁厚分布及尺寸精度[J]. 蔡洋,刘强,王小松,苑世剑. 中国有色金属学报. 2015(09)
[4]北美之行压力顺序液压成型掀起汽车生产革命[J]. 王怡洁. 汽车与配件. 2012(53)
[5]空心变截面构件内高压成形工艺与装备[J]. 苑世剑,韩聪,王小松. 机械工程学报. 2012(18)
[6]内高压成形理论与技术的新进展[J]. 苑世剑,何祝斌,刘钢,王小松,韩聪. 中国有色金属学报. 2011(10)
[7]管材内高压成形技术的研究进展[J]. 徐明达,代宇春,赵立伟. 锻压装备与制造技术. 2009(03)
[8]有限元法的基本思想与发展过程[J]. 鲁建霞,苟惠芳. 机械管理开发. 2009(02)
[9]通过预成形降低内高压成形压力的机理分析[J]. 苑世剑,刘钢,韩聪. 航空材料学报. 2006(04)
[10]我国内高压成形技术现状与进展[J]. 苑世剑. 锻压技术. 2004(03)
硕士论文
[1]LF2M铝合金T型三通管内高压成形影响因素研究[D]. 包文兵.南昌航空大学 2017
[2]基于管件液压成形技术的汽车结构轻量化研究[D]. 徐鸣涛.南昌大学 2016
[3]基于响应面法的车内结构噪声控制研究[D]. 周萍.湖南大学 2011
[4]多通管液压胀形工艺仿真及成形控制模式研究[D]. 翟江波.西北工业大学 2007
[5]三通管液压成形技术有限元模拟及工艺分析[D]. 李乐.重庆大学 2004
本文编号：2970891
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