板材可变粘度粘性介质压力胀形过程变形行为研究

摘要

板材软模成形是板材成形中的一个重要分支,采用液态软模的液压成形、半固态软模的粘性介质压力成形和固态软模的聚氨酯软模成形分别具有独自的优势并广泛的应用于航空、航天、汽车等领域。能否采用一种新的成形方法,实现成形过程中软模物态的可调,将三者的优势集中发挥出来是本文研究工作的出发点。
　　首先,提出了板材变粘度粘性介质压力胀形的思想,即针对不同板材选择不同粘度的成形介质,或者在同一胀形过程中针对不同成形阶段改变介质粘度,以此提高板材的成形性能。以粘性介质的强度系数和速率敏感指数表征其粘度,通过对板材刚性模胀形、液压胀形和粘性介质压力胀形过程进行有限元分析,得到不同粘度粘性介质压力胀形过程胀形件颈缩点变化的规律,在此基础上，在同一胀形过程的不同阶段改变粘性介质的粘度,研究变粘度介质下胀形件颈缩点变化规律,发现合适的变粘度介质对颈缩点位置变化有明显影响。
　　其次,设计了基于磁流变液的板材可变粘度胀形装置,主要包括磁场产生装置和胀形装置,采用有限元分析与实验测量相结合的方法确定了胀形工作区域的磁场强度,研究了加入磁流变液后对工作区域磁场强度的影响;通过对实验条件下磁流变液施加磁场,观察到了磁流变液的尖峰现象,说明磁流变液能够发生粘度改变,验证了实验原理的可行性,实现了胀形过程中力场和磁场的同时加载。
　　最后,选择胀形实验验证变粘度方法的可行性和磁流变液作为成形介质的可行性。板材磁流变液胀形实验采用两种方式获得胀形件的应变分布并进行比较分析,其一,相同磁场不同介质注入量条件下的试件比较,其二,相同介质注入量不同磁场条件下的试件比较。试验结果表明:可变粘度磁流变液作为成形介质对胀形件极限高度和应变分布有明显的影响。

目录

板材可变粘度粘性介质压力胀形过程变形行为研究

RESEARCH ON DEFORMATION BEHAVIOR OFVARIABLE VISCOSITY VISCOUS PRESSUREBULGING OF SHEET METAL

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪论

1.1 引言

1.2 主要软模成形方法的发展现状

1.3 粘性介质压力成形的研究现状

1.4 磁流变液的研究现状

1.5 本课题研究的意义及主要研究内容

第2 章 粘性介质压力胀形过程颈缩点变化规律研究

2.1 引言

2.2 半球形刚性模胀形颈缩点位置分析

2.3 液压胀形过程破裂行为分析

2.4 板材粘性介质压力胀形过程有限元分析

2.5 本章小结

第3 章 基于磁流变液的板材变粘度粘性介质压力胀形装置设计与分析

3.1 引言

3.2 基于磁流变液的板材变粘度粘性介质胀形装置设计

3.3 磁流变液对工作区域磁场分布的影响

3.4 磁场作用下磁流变液物态变化的实验研究

3.5 本章小结

第4 章 板材可变粘度粘性介质压力胀形实验研究

4.1 引言

4.2 实验方案及材料

4.3 板材磁流变液胀形实验结果分析

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢