分析汽车驱动桥壳液压胀形试验的失效研究

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1、第3期机械设计与制造2010年3月MachineryDesign&Manufacture137文章编号：1001—3997(2010)03—0137—03汽车驱动桥壳液压胀形试验的失效研究程文冬王连东(西安工业大学机电工程学院，西安710032)(燕山大学车辆与能源学院，秦皇岛066004)ThefailureanalysistothehydroformingtestofautomobileaxlehousingsCHENGWen-dong1,WANGLian-dong(SchoolofMechatronicEngineering，Xi’a

2、nTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China)(CollegeofAutomobileandEnergy，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China)··I．·⋯’·●-_．-．．··⋯·-．．I．-．1‘-I．-I．‘-··●··-0·_．···-_．··‘·⋯·I．·_⋯-‘-．．．·0·⋯·-．·⋯·一·⋯‘-0．I．-I．‘·__．·‘·-．．’·●．．J．．1‘-．．I．10···‘·⋯。·‘I．_-．10···‘·⋯-·●I-．-．．0-1．I．．0

3、-．．‘·⋯-·‘I-．‘-1．I．_0-I．I．．0·⋯··‘·⋯-·‘．．．··j【摘要】对0．75t汽车桥壳进行了液压胀形试验，分析了管件胀形的两种失效形式：胀裂和起皱。通过i管件胀裂实验数据绘制出胀形极限图，并得到胀形系数和轴向应变之间存在线性比例关系KrH-+6-1．72e：，揭示了管件材料的固有属性与外界加载条件对成形共同起着决定性作用。管件胀形中的起皱行为分为有益皱纹和有害皱纹。前者作为一种预成形方法能够为进一步成形聚集材料，管件成形的界限可得到扩大。j关键词：汽车桥壳；液压胀形；成形极限图；起皱【Abstract】Theax

4、lehousingforn0．75tonautomobileistestedbyhydroforming．Therearetwotypesoffailureaboutthebulgirig：crackandwrinkle．TheFLD(forminglimiteddiagram)isdrewbythetestdataandtherelationshipofthelimitbulgingcoefficientandaxialstrainisrevealed，thatisr一1．72e~Theresults。jshowthat：theinher

5、entattributesofthetubematerialandexteriorloadprimarilyeffecttheformingtogether．ewrinklesduringthebungincludeeffectivewrinkleandinefectivewrinkle．Asapefromethodtheefectivewrinklecouldaccumulatematerialforthelaterformingandtheforminglimitcouldbeenlarged．Keyword：Axlehousing；H

6、ydroforming；FLD；Wrinkle中图分类号：TH16文献标识码：A如图1所示，管件轴向压缩复合胀形的机理。当施加的轴向1前言压力足够大时，胀形区母线方向的拉应力变为压应力，成为一拉液压胀形是以管材作坯料，通过管材内部施加超高压液体(水、乳化液或油)和轴向进给补料把管坯压入到模具型腔使其产一压的平面应力状态。变形也由两向拉伸、一向压缩应变状态变为一向拉伸、两向压缩的应变状态，有利于材料的塑性变形，不仅生环向扩张并贴模成形【1．。可减少胀形区材料的变薄量，使胀形区壁厚较均匀，而且可显著提管件的液压胀形适用于制造航空、航天和汽车领域

7、的各种异高胀形极限变形程度。形的空心构件。液压胀形是实现零部件轻量化的重要新工艺之一管件的液压胀形可能产生两种主要的失效形式：当胀形压力，该技术可以很大程度上替代冲压焊接方法，材料利用率高，制件壁厚分布合理，强度、刚度高，重量轻日。相对轴向压缩过大或增加过决，管件会发生破裂，反之管件容易起管件在液压胀形时管壁减薄快，容易胀裂，因此采用复合液皱，如图2所示。确定轴向压缩量△和胀形压力P合理的匹配关压胀形。通常是在管件内部施加液体压力，同时在轴的两端进行系可以达到两个目的：(1)避免管件破裂与起皱等失效形式的出轴向压缩使管壁金属材料及时补充到胀

8、形减薄区域，使管件顺利现；(2)实现管件的壁厚分布均匀、合理。成形。影响壳体液压成形的因素比较多，如材料性能、轴向压缩本文在普通液压机上对无缝钢管进行液压胀形，通过不同的量、胀形