盒形件超塑成形成过程中材料流动规律的数值模拟与实验研究

摘要

本文利用有限元软件MSC.Marc2010对TC4盒形件超塑成形过程进行了有限元模拟，控制目标应变速率，得到优化的压力—时间曲线。依据模拟得到的优化压力—时间曲线进行实验研究，沿此优化的加载路径分别加载至6个不同的标定压力值（分别为0.5MPa、1Mpa、1.5Mpa、2Mpa、2.3Mpa、2.5Mpa）。测量6个实验零件的外形轮廓和厚度，并分别与相对应的模拟结果进行对比，验证实验与模拟的吻合性。本实验所用盒形件的超塑气胀成形过程大致分为三个阶段：自由胀形阶段，底部贴模阶段和充填圆角阶段。通过应力分布图和厚度分布图，并结合实验结果，分析整个成形过程中的材料流动规律。