材料实验：管材自由胀形时极限载荷及成形极限的确定

摘要

管材液压胀形是生产中空薄壁结构件的有效成形技术，而薄壁管的自由胀形是其研究的基础．基于轮廓形状为余弦曲线及轮廓上任一质点的运动轨迹与轮廓正交的假设及材料各向异性理论，建立直观的数学模型，并借助数值计算方法快速、准确地确定薄壁管材无模约束自由液压胀形的成形载荷及成形极限．通过对不锈钢及低碳钢薄壁管的液压胀形实验来验证理论模型及计算结果的正确性，并分析及比较胀形中的成形载荷变化规律、管材壁厚及轮廓形状的变化规律．研究结果表明：自由胀形长度lo对于极限载荷．pb值的大小有较大的影响，但对极限胀形系数Kmax影响较小；基于该模型计算的极限载荷（破坏时的液压力）及成形极限更加接近实际，可用于管材液压胀形的生产中．