矩形截面薄壁5A02鋁合金管雙向液壓成形研究.pdf

1、內(nèi)高壓成形工藝是輕量化技術(shù)的典型代表,通過軸向力與內(nèi)壓的復(fù)合作用,大幅提高了管材的成形性,但是開裂仍是鋁合金等成形性較差材料內(nèi)高壓成形時的主要缺陷。雙向液壓成形是基于增大材料靜水壓力以提高成形性的新方法,依靠在管坯外側(cè)施加可控液壓以提高管坯的成形性,本文進(jìn)行了矩形截面管件雙向液壓成形研究。
　　首先通過平衡微分方程及集中性失穩(wěn)理論,建立了矩形截面管件只承受內(nèi)壓及承受內(nèi)壓與外壓共同作用下的極限等效應(yīng)變理論公式。分析了直邊區(qū)的等效應(yīng)變

2、分布,無外壓作用時,管坯極限等效應(yīng)變?yōu)槎ㄖ?有外壓作用時,管坯的極限等效應(yīng)變值隨外壓升高而增大。
　　采用外徑63mm,壁厚2mm的5A02鋁合金薄壁管坯進(jìn)行了矩形截面管件雙向液壓脹形實驗,成形過程中外壓恒定,數(shù)值由0MPa遞增至80MPa,提高內(nèi)壓至管坯破裂,研究了外壓對管件成形圓角半徑及膨脹率的影響,測量了不同外壓下成形區(qū)的壁厚分布。隨外壓升高,圓角半徑減小,膨脹率升高。
　　使用ASAME應(yīng)變測試系統(tǒng)測量了直邊區(qū)應(yīng)變分

3、布,分析了外壓對直邊應(yīng)變分布的影響,結(jié)果表明應(yīng)變集中在直邊過渡區(qū)。對不同外壓成形件的斷口進(jìn)行了SEM分析,隨外壓升高,管坯初生裂紋的萌生與長大受到抑制。通過EBSD對原始管坯及不同外壓下的管坯過渡區(qū)進(jìn)行了晶粒形貌及不同相位差晶界數(shù)量的分析。隨外壓升高,小角度晶界增多。
　　使用ABAQUS軟件進(jìn)行了矩形截面管件雙向液壓成形數(shù)值模擬,分析了外壓對環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、厚向應(yīng)力及靜水應(yīng)力的影響,施加外壓整體性降低了各應(yīng)力數(shù)值。對比了外壓