Y型三通管內(nèi)高壓成形機理及補料比的影響

對于y型三通管,由于其結(jié)構(gòu)的不對稱性,內(nèi)高壓成形過程中左右沖頭的軸向補料比對成形有較大的影響。通過實驗和數(shù)值模擬,研究了補料比對y型三通管的壁厚影響規(guī)律以及成形中產(chǎn)生的缺陷。結(jié)果表明:成形后零件左側(cè)過渡區(qū)圓角處壁厚最大,右側(cè)過渡區(qū)圓角處次之,枝管頂部壁厚最薄;增加補料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚減薄,但過度加大左右補料比,會使試件左側(cè)圓角處產(chǎn)生內(nèi)凹缺陷。

為了解y型三通管內(nèi)高壓成形時的壁厚分布及成形壓力對壁厚的影響規(guī)律,通過數(shù)值模擬和實驗對y型三通管的內(nèi)高壓成形過程進行了研究,分析了3個不同成形階段零件的壁厚分布規(guī)律和成形過程中零件典型點壁厚隨內(nèi)壓的變化規(guī)律.研究表明,成形后零件左側(cè)過渡區(qū)圓角處壁厚最大,右側(cè)過渡區(qū)圓角處次之,枝管頂部壁厚最薄.利用數(shù)值模擬,研究了不同終成形壓力對零件壁厚分布的影響,研究發(fā)現(xiàn)隨著終成形壓力的提高,零件的最大增厚率變化不明顯,但零件的最大減薄率有顯著的增加.

利用數(shù)值模擬對y型三通管內(nèi)高壓成形過程進行了研究,研究了87mpa～145mpa范圍內(nèi)5條不同內(nèi)壓的加載路徑的成形過程,分析了過渡區(qū)內(nèi)凹、支管高度不足等缺陷產(chǎn)生的原因和內(nèi)壓為116mpa時零件成形過程中典型位置的壁厚變化,以及內(nèi)壓對零件壁厚分布的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明,106mpa～126mpa為成形y型三通管合適的壓力區(qū)間,但不同內(nèi)壓成形的零件最小壁厚不同。

對薄壁y型三通管的內(nèi)管壓成形進行研究。通過軸向補料,管材可以被推入模腔從而獲得更高并且相對減薄率小的支管。但是y型三通管的導(dǎo)向區(qū)較長,在內(nèi)壓作用下管材和模具之間會產(chǎn)生較大的摩擦力,使得材料難以流入支管。提出了采用多段式?jīng)_頭用來改變導(dǎo)向區(qū)的內(nèi)壓分布并且減小導(dǎo)向區(qū)的摩擦力的方法。對鋁合金y型三通管進行內(nèi)高壓成形實驗,采取兩種方案,分別使用傳統(tǒng)沖頭和多段式?jīng)_頭進行對比。對壁厚分布和減薄率分布進行研究,并對使用不同沖頭的結(jié)果進行對比。

基于dynaform軟件平臺,建立了y型異徑三通管三維彈塑性有限元模型。運用數(shù)值模擬方法,研究了az31鎂合金y型異徑三通管熱態(tài)內(nèi)高壓成形過程、成形缺陷、等效應(yīng)變分布。探討了初始管坯長度、左右沖頭軸向進給量與成形支管高度之間的關(guān)系;研究得到了相同支管長度下成形不同y型夾角三通管所需的左右沖頭進給量。結(jié)果表明:隨著初始管坯長度減小,支管高度隨之增加;在左右進給量相同的情況下,左側(cè)金屬流向支管阻力更小,支管高度增加明顯;隨著y型夾角的增大,右側(cè)沖頭進給增加,軸向補料比減小,總補料比增加,當(dāng)夾角為90°時,左右補料相同。

以大型減壓轉(zhuǎn)油線為研究對象,針對大型管道中常見的y型三通及相連管線進行應(yīng)力分析,采用了將應(yīng)力分類進行校核的方法,給出了準(zhǔn)確計算應(yīng)力增大系數(shù)的計算公式。

三通管是廣泛應(yīng)用于汽車、化工和家用電器的零件,其中,t型三通管已有不少學(xué)者進行了研究。本文在t型三通管成形的基礎(chǔ)上,對某y型三通管液壓脹形工藝進行了分析和有限元數(shù)值模擬,計算了成形過程中的脹形力、軸向載荷和平衡力,初步確定了成形工藝參數(shù)和加載軌跡;而后采用有限元數(shù)值模擬分析了不同加載路徑y(tǒng)型三通管的成形情況,以及在不同加載路徑下的內(nèi)壓力、軸向進給量、支管高度和零件壁厚分布等成形情況,得出了y型三通管合理的加載路徑。

使用有限元模擬方法,在獲得合適總軸向進給量以及最大內(nèi)壓的基礎(chǔ)上,重點探討了軸向進給路徑以及內(nèi)壓加載路徑對t型三通管內(nèi)高壓成形的影響。結(jié)果表明:0~27~30mm為一條最佳的軸向進給路徑,即大部分的軸向進給應(yīng)該分配在成形第1階段;梯度內(nèi)壓加載方式要明顯優(yōu)于線性內(nèi)壓加載方式,而當(dāng)進給壓力為60~90mpa時,梯度加載方式達(dá)到最優(yōu)化。

“T型”“Y型”三通管在微型化學(xué)實驗中的應(yīng)用

文章分析了內(nèi)高壓成形四通管的工藝性,利用動態(tài)顯式算法模擬了等徑四通管內(nèi)高壓成形過程,給出了有限元模擬結(jié)果并對其進行了缺陷、厚度和枝管成形高度分析,確定了合理的加載路徑。研究表明,四通管減薄區(qū)域是枝管貫通母線中心附近區(qū)域和枝管端面圓環(huán)形區(qū)域;增厚區(qū)域主要在枝管過渡圓角部位和主管兩端;非對稱反向壓力可以改善枝管貫通母線中心附近區(qū)域材料的流動。

鴻福管業(yè) 鴻福管業(yè)w型y三通規(guī)格表 公稱口徑 ll1l2 dn1dn2 505016811751 755016813538 757520314657 1005016815225 1007520316543 10010024117962 1255020519124 1257524620343 12510028421662 12512532124179 1505021121013 1507524822232 15010028423549 15012531826065 15015035727384 20010029126424 20012532528941 20015036030059 20020043534095 鴻福管業(yè)

加載路徑對等徑四通管內(nèi)高壓成形的影響

通過采用dynaform軟件對三通管件液壓成形過程進行模擬仿真,確定了影響其成形質(zhì)量的因素,得到了各參數(shù)對管件成形的影響規(guī)律,通過控制各參數(shù)可有效地提高三通管件液壓成形的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。

通過力學(xué)分析和全量本構(gòu)方程,推導(dǎo)出了變徑管內(nèi)高壓成形送料區(qū)壁厚增厚的解析公式。該公式反映了送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)、內(nèi)壓等參數(shù)與送料區(qū)兩端壁厚差之間的定量關(guān)系,并與數(shù)值模擬獲得的規(guī)律一致。結(jié)果表明,送料區(qū)兩端壁厚差受送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)及內(nèi)壓的影響,隨著送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)和內(nèi)壓的增加,送料區(qū)兩端壁厚差會越來越大,即靠近送料區(qū)外端點的壁厚增加會更加明顯。因此保證內(nèi)高壓成形得到的變徑管送料區(qū)壁厚增加不明顯的措施是:盡量減小送料區(qū)初始長度、減少摩擦,選擇較低的成形內(nèi)壓。

為了研究變徑管內(nèi)高壓成形過程中工藝參數(shù)和管坯幾何尺寸對壁厚分布的影響,通過力學(xué)分析和全量本構(gòu)方程,推導(dǎo)出變徑管內(nèi)高壓成形厚度分界圓的解析公式.該公式反映了摩擦系數(shù)、膨脹系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對長度、管坯相對壁厚、零件過渡錐角等參數(shù)與厚度分界圓相對位置之間的定量關(guān)系,并與數(shù)值模擬規(guī)律一致.研究表明:隨著摩擦系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對長度的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越近,即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越大的;而隨著管坯相對壁厚的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越遠(yuǎn),即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越小的.

為準(zhǔn)確高效地獲得優(yōu)化的管材液壓成形加載路徑,提出一種結(jié)合模糊控制與自適應(yīng)模擬的實時反饋優(yōu)化方法,建立缺陷控制規(guī)則,通過模糊控制器在有限元模擬過程中實時偵測缺陷的發(fā)展趨勢并反饋至模擬程序以調(diào)整工藝參數(shù),以避免起皺及破裂缺陷的發(fā)生,最終獲得優(yōu)化的成形加載路徑。通過對典型液壓成形件——三通管零件的研究表明:優(yōu)化加載路徑后零件成形質(zhì)量有了明顯改善,模糊控制實現(xiàn)了預(yù)期的控制目標(biāo)。

t型三通管內(nèi)高壓成形工藝研究 實踐報告 南昌航空大學(xué) 院系：航空制造工程學(xué)院 專業(yè)：飛行器制造工程 班級：1 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)老師： 目錄 （一）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 （二）t型三通管內(nèi)高壓成型原理 （三）基于有限元方法對t型三通管內(nèi)高 壓成型影響因素研究 （四）t型三通管內(nèi)高壓成型實驗設(shè)備介 紹及成型模具說明 （五）參考文獻(xiàn) 一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.國外發(fā)展 20世紀(jì)40年代，美國的greyje等因人對t型無縫銅三通管成形進行了 研究，他們第一次使用內(nèi)壓和軸向力共同作用的方法成形三通管。1965年，日 本研究者發(fā)表了一篇關(guān)于銅管液壓成形小型三通管件的文章。70年代末研究者 使用聚安酯橡膠代替液體脹形成功脹出長徑比大于2的超長支管多通管。80世 紀(jì)年代初，前蘇聯(lián)研究者采用擠壓成形獲得了長徑比為到了90年代，俄1.2

闡述了變徑管內(nèi)高壓成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,介紹了其預(yù)成形技術(shù),成形基本原理,管材性能要求,并對模具結(jié)構(gòu)進行了說明。對其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進行了分析,內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車輕量化方面有著廣泛的應(yīng)用。

在以聚氨酯橡膠為脹形介質(zhì)的復(fù)合脹形三通管的工藝中,模具結(jié)構(gòu)和加載路徑是影響三通管件成形質(zhì)量的重要因素,提出并采用斜面沖頭和位移控制沖頭折線加載的方法,在非線性顯式動力分析軟件ansys/ls-dyna為數(shù)值模擬平臺的基礎(chǔ)上,建立了三通管復(fù)合脹形的有限元模型。通過對比研究斜面沖頭與普通沖頭,沖頭折線加載與線性加載時對三通管件成形質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明,隨著斜沖頭的斜度的增加,管件壁厚減薄率是先減小后增大,增厚率則是逐漸減小,優(yōu)化沖頭的斜度和采用軸向沖頭與反壓沖頭折線加載可以有效的提高三通管件的成形質(zhì)量。

本文應(yīng)用內(nèi)部流場數(shù)值計算軟件對進水管、出水管采用不同管徑比的t型三通管道的湍流流動進行了分析計算,采用segregated隱式解法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型計算湍流粘度得到了三通管內(nèi)部的流場分布,并對三通管道內(nèi)流動的特性進行分析,得出三通管道湍流流動的計算結(jié)果。對比不同管徑比的三通管道內(nèi)流動的特性,得出了三通管道湍流流動的計算結(jié)果和具有較小水頭損失三通的進水口、出水口的管徑比。

將有限元軟件模擬得到的結(jié)果與實際成形結(jié)果相比較,指出了在三通管脹形過程中模擬結(jié)果與實際成形結(jié)果的差異,并分析了模擬結(jié)果與實際成形結(jié)果差異的原因。

本文主要研究以沖壓變形規(guī)律設(shè)計的預(yù)制孔管件一次成形特定高度的三通管是可行的,但需對工藝參數(shù)優(yōu)化。