三通管液压胀形的数值模拟

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1、阿北{业人学硕十学位论文摘要管材塑性加工是用管材作毛坯，通过塑性加工手段，制造管材零件的一种先进的加工技术。管材塑性加工由于容易满足幽性成彤产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确制造等方面的要求，已成为先进塑性加工技术面向2l世纪研究与发展的一个重要方向。管材胀形研究电成为目日U管材塑性加工领域的研究热点之～。本文针对低碳钢大直径薄壁管的三通管液压胀形难题，结合西安蘑型机械研究所的实验研究情况，建立了液压胀形有限元数值模拟模型，结合三通管液压胀形的五种工况，对三通管液压胀形过程进行有限元数值模拟，研究了胀形方法及工艺参数

2、对应力、应变、变形量、壁厚减薄的影响．为三通管液压胀形工艺参数优化和过程控制提供可靠的理论依掘。本文的主要研究内容和成果如下：1．在深入分析三通管液压胀形原理、成形过程及工艺特点的基础上，建立了三通管胀形的力学模型，并应用主应力法推导出了计算一=通管液压胀形中成形力的公式，为有限元数值模拟模型的建立打下了良好基础；2．在深入研究有限元数值模拟技术的基础上，合理确定摩擦条件、接触条件、时间步长、收敛准则等相关参数，建立了三通管液压胀形的三维弹塑性有限元模型；3．运用三通管液压胀形的三维弹塑性有限元模型，对三通管自然胀形

3、、轴向压缩胀形过程进行了数值模拟，并分析了摩擦系数、过渡圆角半径、管坯壁厚等参数对胀形过程应力应变分布、最大变形量、壁厚减薄的影响。分析表明：当使用20钢进行三通管胀形时，应该采用轴向压缩胀形方法：摩擦应在保障最大支管高度的情况下减至最小；过渡圆角、l-径应在要求的范围内增至最大；并且在满足丁f，{一要求的情况r尽精使Hj较厚的管坯。这些结沦为工程。实际应用提供了c盯霏的理论依扼：。关键词：一i通管：液压胀形：有限元：I。岂优化两北1_=业大学硕十学位论文ABSTRACTThemachinerytechnologyo

4、fforgingteetubeismakinguseofciFCUlartubeblankandgaintubularcomponents．Itisaninnovativetechnique．Themachiningtechnologyofforgingteetuberequirestheforgingpartsmasslight，intensionhigh，costIittleandmachiningexactness．Soitistheimportantaspectin21centuryintheforginga

5、ndmachiningfields．Andsothetechnologyoftubebulgingformingisbeingtheimportantissue．Thispaper’sintentionissolvingdiffioultproblemsofthe10w—carbonsteel，bigdiameterandthinwaliteetube7sbulgingforming．WithtestingresultbyXianHeavyMachineryResearchInstitude，andestablish

6、athree—dimentionteetubehydroformingmodel．Thenusefiniteelementsimulationtechnology，appliedfivegeometrymodelandloadmodel，thensimulatedtheprocessofteetubebulgingforming．Sowegetthehowhydroformingmeasureandtechnologicalparametereffectthestress，strain，distortionandtu

7、bewallthinning．Theseresultsarethebaseoftheteetubehydroformingtechnologicalparameter．Thispaper’simportantcontentandproductionare：1．Byanalyzingthehydroformingtheory，hydroformingprocessandtechnologicalcharacteristicdeeply，themechanicalmodelwasestablishedThenthefor

8、mularyofshapedforcewasdeductedbyimportant—stressmeasureThesearethegoodbaseforteetubehydroformingprocess．2．Bystudyingfiniteelementnumericalsimulationtechnologydeeply，choosing