四通管内高压成形有限元模拟及工艺分析

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1、四通管内高压成形有限元模拟及工艺分析摘要内高压成形技术是近年来出现的利用管坯塑性成形空心零件的少无切削，近净成形的精密塑性成形新技术。相对于传统的机加工、铸、锻、焊等工艺技术，内高压成形技术生产的管类零件应力应变场、厚度分布均匀稳定，成形产品质量好，节约材料，生产成本低。由于其成形过程中金属的变形行为非常复杂；工艺参数多难以进行合理匹配；且是在封闭的模腔内进行，难以进行试验观测，理论分析困难；因此国内对于此问题的研究尚处于起步阶段。本文针对目前科研和生产中的问题，采用有限元法与工程计算相结合的方法，利用

2、有限元软件DYNAFORM对四通管内高压成形过程及工艺实施进行了研究。首先分析研究四通管内高压成形过程，比较该工艺与传统成形工艺的不同特点，指出了影响四通管内高压成形过程的主要因素。其次，为了更深入的了解其成形规律，提高模拟的效率，采用工程算法～主应力法，推导了四通管内高压成形的工艺参数；第三、简要介绍了计算机仿真技术所依赖的有限元理论基础，并对板料成形专用有限元模拟仿真软件DYNAFORM的应用特点及功能做了总结和分析。第四，运用有限元模拟软件DYNAFORM分别深入分析了内压力、主冲头压力、对称及非

3、对称平衡冲头反向压力对四通管成形的作用，明确了它们间的加载关系，并得出了最佳加载路径。初步研究了合理加载路径下三参数的匹配规律。最后，分析了摩擦系数对成形结果的影响，并深入分析了该因素对四通管内高压成形结果的基本影响规律。本文对四通管内高压成形技术的分析方法和得出的结论能够满足生产应用的基本要求，对于今后该项技术的进一步研究及推广应用将具有较为普遍的指导和参考意义。关键词：四通管，内高压成形，工程计算，有限元模拟，工艺分析FiniteElementSimulationandTechniqueAnalys

4、isofX—jointshydroformingProcessAbstractInconventionalprocess，thehollowpartswereproducedbycasting，forgingandweldingandmanufacturing．From70s，anewtechnology—hydroforminghademerged．TubehydroformingwasusingspecialequipmenttoproducehundredsandeventhousandsMPaf

5、ormingpressuretoformtheparts．Becauseofit’sformingpressurefielddistributeduniformitystabilization，thequalityofproductswerehighandtheappiicationfieldincoldformingwasverywide．Duetotheexcessively—largestrainoftheverycomplicatedformingprocess，itsanalysisinthe

6、orywasverydifficultandthestudyaboutitwasnotpopularindomestic．Aimingattheurgentneedsofresearchandmanufacture，thispaperinvestigatedtheformingprocessandprocessengineeringofX-jointhydroformingwithfiniteelementsimulation(FEM)softwareDYNAFORM．Theformingprocess

7、ofX-jointhydroformingwasinvestigated．Atfirst．analyzedthehydroformingprocessandtheformingrule，comparedthismethodtothetraditionaltechnique，indicatedtheinfluencesofthehydroformingprocess．Andthen，inordertoimprovethesimulationefficiency，deducedtheprocessparam

8、eterswithengineeringalgorithIII．Thirdly．thefiniteelementtheoryfoundationofcomputersimulationtechnologywasintroducedsimply，analyzedandsumuptheapplicationtraitandfunctionofthesheetformingsimulationsoftware—DYNAFORM．Fourthly，