LF2M铝合金T型三通管内高压成形影响因素研究

摘要

T型三通管作为空心结构件里最具典型的零件，近年来国内外学者对T型三通管从数值模拟到成形实验进行了大量研究。本文采用数值模拟结合实验，针对影响LF2M铝合金T型三通管内高压成形的主要3个因素进行研究，分别是进给量与内压、过渡圆角、摩擦与润滑。主要内容如下：
　　（1）详细的介绍了T型三通管成形工艺过程及成形原理，影响T型三通管内高压成形的3个主要的因素分别为内压与进给量、过渡圆角及摩擦与润滑，对这3个主要因素进行了详细的介绍，并介绍了T型三通管内高压成形不同摩擦类型产生的3个区域，分别为导向区、过渡区及成长区。介绍CAE理论分析，并对有限元软件DYNAFORM进行了简单介绍。
　　（2）建立了T型三通管的有限元模型，并采用1/4模型分析内压和进给量、过渡圆角及摩擦和润滑对成形的影响。模拟结果显示：在最大内压P=20MPa、进给量S=30mm、μ=0.06、过渡圆角R=4mm时得出的模拟结果最好。分析模拟结果得出：内压及摩擦是影响最小壁厚的关键因素，过大的过渡圆角需要添加背压力才能成形符合要求的零件。并分析了T三管高压成形过程中材料流动的趋势和成形缺陷。
　　（3）针对传统润滑方式在T型三通管内高压成形上的不可行，提出新的润滑方式—基于局部摩擦控制的T型三通管内高压成形法。该方法通过分析T型三通管内高成形不同区域产生不同摩擦方式进行划分，分析不同区域润滑条件对成形的影响，采取不同的润滑方式。在该方式的基础之上，完成三通管内高压成形，发现在区域1进行润滑就能成形出符合要求的零件。
　　（4）介绍了三通管内高压成形整个过程，从实验目的、实验设备、安装调试，到润滑剂选择、管坯下料，最后完成实验。通过实验结合数值模拟，分析内压与进给量、过渡圆角对成形质量的影响；在关键部位取点，观测在成形过程中壁厚的变化规律；在零件上等距离取点，比较模拟结果壁厚与实验结果壁厚分布规律，得出：支管顶部壁厚最小，在成形过程中逐渐减薄；直管底部壁厚最大，在成形过程中逐渐增加；过渡圆角壁厚在成形初期、中期逐渐增加，在成形后期、整形阶段逐渐减少。

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 管材胀形工艺简介

1.3 管材胀形研究现状

1.4 研究内容及目的

1.5 本文主要研究内容的可行性

第2章 T型三通管内高压成形原理与有限元理论分析

2.1 引言

2.2 T型三通管内高压成形原理

2.3 T型三通管内高压成形影响因素

2.4 有限元理论分析

2.5 本章小结

第3章 T型三通管有限元模型建立与影响因素研究

3.1 引言

3.2 T型三通管内高压成形有限元模型

3.3 内压与进给量对T型三通管内高压成形的影响

3.4 过渡圆角对T型三通管内高压成形的影响

3.5 摩擦系数对T型三通管内高压成形的影响

3.6 T型三通管内高压成形材料运动趋势分析

3.7 T型三通管内高压成形缺陷及分析

3.8 本章小结

第4章 基于局部摩擦控制的T型三通管内高压成形研究

4.1 引言

4.2 传统T型三通管内高压成形摩擦控制分析

4.3 局部摩擦控制T型三通管内高压成形

4.5 本章小结

第5章 T型三通管内高压成形工艺实验研究

5.1 引言

5.2 实验目的

5.3 实验设备及实验内容

5.4 实验准备

5.5 实验结果与分析

5.6 本章小结

第6章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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