铝合金管材侧壁增厚成形极限与失稳研究

薄壁管材在增厚变形时容易向外鼓凸并导致折叠缺陷,因此,起皱失稳是主要的成形缺陷。提出了侧壁内、外增厚成形工艺,分别对管材的内(外)表面进行模具限制,使管材侧壁向外(内)增厚成形。通过有限元数值模拟与实验相结合的方法,对两者的成形稳定性进行对比分析,探究侧壁增厚时产生失稳现象的原因,并研究在两种增厚成形方法下,管材的侧壁增厚规律及成形极限。结果表明:与外增厚及传统镦粗成形工艺相比,侧壁内增厚时成形稳定性明显提高。通过对增厚过程进行追踪,可以发现,侧壁的失稳现象与侧壁的增厚方向以及轴向应力分布有关。通过有限元数值模拟及理论分析,得到了侧壁内增厚成形的无失稳条件,内增厚成形的增厚极限受高度的影响小,受高径比的影响大。