汽车桥壳多向充液压制小圆弧成形分析及设计

汽车桥壳是大尺寸复杂形状管件,横截面存在小圆弧,使用传统液压胀形需要超高内压,难以成形。本文简介胀压成形工艺,分析了预成形管坯多向压制过程,揭示出小圆弧的成形机理,并推导出应力大小与内压、外压的表达式,给出小圆弧内壁点近似塑性变形条件及屈服轨迹,分析出小圆弧曲率半径差异及裂纹的原因,并给出小圆弧设计方法。针对某轴荷10 t桥壳管件的胀压成形进行了有限元模拟,小圆弧应力状态的变化趋势同理论分析一致,并揭示了不同压制方式下模具压制力、小圆弧两侧应力及相对内径的变化规律,拟合出剪切应力与圆弧相对内径的表达式,依据小圆弧设计方法确定压制系数、摩擦因数及圆弧相对内径范围。进行了桥壳管件胀压成形工程试验,实测模具压制力及样件横截面的小圆弧尺寸,相同条件下的有限元模拟与试验结果吻合。