异形瓶液压胀形数值模拟及实验研究

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1、摘要液压胀形工艺由于其所成形的零件具有减轻重量，节约材料等诸多优点得到了越来越广泛的应用，在汽车制造业和航空航天等领域，此工艺已经成为制造复杂形状空心类零件的主要工艺方法。工件的成形过程与很多因素有关，其中内压力与轴向进给量之间的关系最为重要。找出两者之间的关系对成形规律的影响是液压胀形工艺研究的重要问题。本文利用塑性力学的方法对成形过程中变形区的应力应变状态进行了分析，给出了不同应力状态下对应的壁厚变化情况。在此基础上，利用有限元模拟软件对其成形过程进行了数值模拟，分析了不同工艺参数对成形过程的影响，得到了不同条件下材料流动的特点、应力应变分布和壁厚交化等重要结果，确定了内压力和轴向进

2、给量对成形工艺的影响规律。本文使用原始直径066mm，壁厚1．1mm的铝制瓶形工件进行了液压胀形的实验研究。分两步成形了双鼓肚形状的异形瓶，得到了与数值模拟相近的结果。本文研究了不同加载路径在液压胀形成形中的作用和影响。对工件在成形过程中常见的破裂、起皱等失效形式进行了分析。重点分析了起皱现象，实验结果表明内压力和进给量的大小对皱纹的形状有很大影响。关键字液压胀形；异形瓶：加载路径；失效；数值模拟燕山大学工学硕上学位论文AbstractHydroforminghasbeenwidelyusedinautomotivemanufacturingindustryandaviationfiel

3、d，withtheadvantagesoflightweightandmaterialsaving．It’Sthemaintechniqueofproducingcomplicatedhollow·shapedaccessory．Theformingprocessofworkpiecesisconnectedtomanyfactors，ofwhichtherelationshipbetweeninternalpressureandaxisfeedingisthemostimportant．Thestrainandstressstateintheshape—changingdistrict

4、duringformingprocessisanalyzedaccordingtoplasticitytheoryandthechanginginwall—thicknessforvariousstressstateWasgiven．Basedonit，theformingprocesswassimulatedbyfiniteelementprogramming．Thepropertyofmaterialflowingundervariousconditions，thedistributionofstrainandstressandthechangingthicknessoftubear

5、eresearched．Theaffectingruleofinternalpressureandaxial—feedingquantityforformingisconformed．Thealuminumtubeusedinourexperimentisofdiameter66mmandwallthickness1．1mmatthebeginning．Thecomplicated—shapedbottlewithdoublebelly—likewasformedintwosteps．Theresultsoftrailsaresimilartotheresultsofsimulation

6、．ThethicknessdistributionofthefinishedbottleiSanalyzed．Theeffectofdifferentloadingpathdudngthecourseofhydroformingisresearchedinthisdissertation．Thecommonfailureinformingprocess，suchascracking，wrinkle，isstudied．Thewrinklephenomenonismainlyanalyzedandtheeffectofinternalpressureandfeedingquantityto

7、wrinkleisprovedthroughexperimentalwork．KeywordsHydroforming；Complicated—shapebottle；Loadingpath；Tube；NumericalsimulationⅡ燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《异形瓶液压胀形数值模拟及实验研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，