高速成形裝置及其成形性能研究.pdf

1、高速成形加工可以提高金屬的成形性能，可以使在常規(guī)成形方法下很難成形的高強(qiáng)度金屬材料實(shí)現(xiàn)成形。高速成形的制件能夠得到遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)準(zhǔn)靜態(tài)成形所能達(dá)到的變形程度，并擁有表面質(zhì)量好、回彈小、變形厚度均勻等優(yōu)點(diǎn)。隨著工業(yè)制造水平的不斷發(fā)展，對(duì)金屬成形性能提出的要求也越來(lái)越高。作為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和前沿，對(duì)高速成形提高金屬材料成形性能的研究將具有更重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。
　　 本文通過(guò)對(duì)比已有的各種高速成形方法及裝置，結(jié)合高速成形工藝的特

2、點(diǎn)，提出了一種高速成形裝置的設(shè)計(jì)方案。裝置采用壓縮氣體作為動(dòng)力源，用高壓氣體驅(qū)動(dòng)撞塊（沖頭）加速，撞塊加速至終點(diǎn)，沖擊材料使其高速成形。
　　 首先對(duì)高速成形裝置包括各部件的形狀、功能、布局和運(yùn)動(dòng)機(jī)制等進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)，同時(shí)估算了高速成形裝置的沖擊速度，并選擇空氣作為推動(dòng)氣體。其次通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用Matlab數(shù)值計(jì)算軟件，對(duì)高速成形裝置關(guān)鍵組成部件:高壓氣室、發(fā)射管、撞塊、發(fā)射氣缸和發(fā)射活塞進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算;對(duì)受

3、壓的發(fā)射管和懸臂部件進(jìn)行校核;對(duì)高速成形裝置的輔助系統(tǒng)和測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行了選型。
　　 應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA驗(yàn)證已有的DP590金屬板料高速成形實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)無(wú)論是達(dá)到的應(yīng)變率值還是生成的材料高速成形極限圖，有限元分析得到的結(jié)果與高速成形實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均吻合較好，從而驗(yàn)證了有限元分析法預(yù)測(cè)和指導(dǎo)高速成形實(shí)驗(yàn)的可行性。同時(shí)應(yīng)用有限元模擬的分析數(shù)據(jù)，基于所設(shè)計(jì)高速成形裝置的沖擊參數(shù)，模擬不同速度沖擊金屬板料的成形