形截面内高压成形圆角充填行为研究

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1、形截面内高压成形圆角充填行为研究第46卷第12期201机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINvOl.46Jtm.No・1220100年6月Doi：10.3901/JM[E.2010.12.059宋鹏王小松韩聪徐永超苑世剑（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001）摘要：为了研究铝合金矩形截面内高压成形过程圆角充填行为，设计制造了专用试验装置，测试充填过程中角半径与内压的定量关系及其润滑条件影响，分析直边区与圆角区的过渡处开裂的机理，并对内压理论计算值与试验值进行对比。结果表明

2、：充填过程屮随圆角半径的减小，所需内压逐渐增大。当相对圆角半径大于5时，圆角半径变化趋势较快：而当相对圆角半径小于5时，变化趋势逐渐平缓。润滑条件对圆角充填影响较大，润滑的改善使成形相同圆角所需内压降低，极限圆角半径减小。从截面直边区的屮点到直边区与圆角区的过渡点等效应力逐渐增大，所以过渡点附近最易发生壁厚过度减薄甚至开裂。对于硬化材料，未考虑材料硬化的内压理论计算值明显小于试验值，内压理论计算时必须使用材料硬化后的流动应力。关键词：内高压成形铝合金矩形截面圆角充填润滑中图分类号：TG394Fi11ingBehavi

3、orofTransrnerinHydroformingoA1uminumA11oyReSONGPengWANGXiaosHANCongXUYongchYUANolofMateriing,Harbinno1ogy,HarbinoftransitionAbstract：Tostudythefi11ingbehatdeviceisdsigneded•Theonbe咐咖thecornerradiusandatinternalpressureastheinf1uenceof1ubricationconditionareatra

4、nsitionCOHlerfi11ingaretested,themechanismofcrackingthetrbetweandcoareaimadebe咐蝴tvalueofintthede0nandthtestetheinteansitionpenstraighrnersana1yzedhethe0reterna1prescreasefazedVa1ue■Thrna1Pressointtside.andcompica1suret；wheneresu1tsureshowthatcornetneededinthepr

5、ocessoffi11ingmcre郴a1ong诵mtogornerradiusofthetube.Whenthere1ativere1ativeradiusistolargerthan5・thechangeofcomerradiustendsbeslow・Lubricationconditionhasbethecomerradiusissmallerthan5,theehangetendscallsignificantinf1uencecornertransitioncomerfi11ing^Improvinglu

6、bricationreducethetoatinternalstressandpressureneededforformingthesdecreasethelimitingcomerradius.Fromthemidpointthinningofwal1internalint,theeessexpthekingiseasateconslessthantheresu1t,80strain?hardeningeffectshou1dbeconsidered•Keywords：Hy&oformingAluminumallo

7、ysRectangulargrosssectionsTransitionC0H1erfi11ingLubrication在矩形截面的内高压成形中，圆角区成形所需0前言内高压成形技术己广泛地用于制造弯曲轴线变截面空心构件，以满足汽车、航空航天等领域对轻内压大于其他区域所需内压，并且在直边区与圆角区的过渡处壁厚减薄剧烈甚至开裂，因此圆角的充填成为内高压成形的一个关键问题。通过不锈钢方截面内高压成形的试验研究，比较了有无轴向进给和加载路径对成形的影响【4】，指岀内高压成形中直边和圆角的过渡区材料最易满足塑性屈服条件，发生剧

8、烈减薄【5J,并提出采用花瓣形预成形截面降低圆角成形内压的方法【oj。随着铝合金等轻质材料在内高压成形中的应量化结构的需求s】。在相同周长及壁厚条件下，矩形截面管件可以获得最大的抗弯模量，加之矩形截面管件更容易装配,因此是汽车结构件的常用形式。?国家杰出青年科学基金资助项目(50525516)。20090709收到初稿20091230收到修改稿