四通管內(nèi)高壓成形有限元模擬及工藝分析和優(yōu)化.pdf

1、在航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，在保證汽車零部件質(zhì)量的前提下，減輕構(gòu)件的重量是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。內(nèi)高壓成形技術(shù)正是在此需求下的產(chǎn)生的一種以輕量化為核心的先進(jìn)制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)加工、鑄、鍛、焊等工藝技術(shù)，內(nèi)高壓成形技術(shù)生產(chǎn)的管類零件，成形產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)約材料，已成為塑性加工領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)。
　　本文運(yùn)用有限元模擬仿真軟件 Dynaform詳細(xì)地分析了凹模過(guò)渡區(qū)圓角半徑、內(nèi)壓力加載方式、左右擠壓沖頭的軸向進(jìn)給、平衡沖

2、頭的進(jìn)給、摩擦系數(shù)等主要工藝參數(shù)對(duì)四通管內(nèi)高壓成形結(jié)果的影響規(guī)律。在滿足四通管件質(zhì)量要求的前提下，應(yīng)該盡量選用凹模圓角半徑大的模具。對(duì)于內(nèi)壓力的加載方式，本文分別研究了雙線性、梯度、三線性內(nèi)壓力加載路徑對(duì)四通管內(nèi)高壓成形結(jié)果的影響，并最終確定使用三線性內(nèi)壓加載路徑。軸向進(jìn)給的主要補(bǔ)料階段應(yīng)該在成形階段，整形階段應(yīng)該減小進(jìn)給量或零進(jìn)給。平衡沖頭的進(jìn)給成形過(guò)程中應(yīng)盡量與支管保持頂部接觸，最終使管件在良好的壓應(yīng)力的狀態(tài)下成形。
　　對(duì)于

3、內(nèi)高壓成形參數(shù)的優(yōu)化，本文提出了一種有限元模擬軟件與響應(yīng)面法相結(jié)合進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化的方法。選取初始進(jìn)給量、初始內(nèi)壓力、中間內(nèi)壓力作為設(shè)計(jì)變量，成形后管件的最小壁厚和最大壁厚為設(shè)計(jì)目標(biāo)，基于 Box-Behnken Design實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)曲面法，分別建立以管件的最小壁厚和最大壁厚為目標(biāo)的響應(yīng)面模型。通過(guò)方差和回歸分析，確定了模型的最優(yōu)參數(shù)。將模型預(yù)測(cè)的因素值進(jìn)行有限元數(shù)值模擬后得到的結(jié)果與模型得出的結(jié)果值的誤差率均小于1％，驗(yàn)證了模型的可