基于局部环向约束的内高压成形管坯有益皱调控

在薄壁管通过压缩-胀形制备有益皱方法的基础上,提出一种通过局部环向约束调控薄壁管有益皱的新方法;建立局部环向约束条件下薄壁管压缩-胀形数值仿真模型,设计镶块式约束环和制皱模具并搭建压缩-胀形专用实验装置。结合数值仿真和实验结果讨论局部环向约束对起皱的影响规律。结果表明:受模具边界条件和局部约束的影响,管坯在模具入口、约束环两侧形成应力集中区,引起失稳起皱;半锥角为20°的入口锥面约束可显著提高薄壁管压缩-胀形的稳定性,有利于制备轴向对称的3个有益皱;中置中间约束将胀形区分为对称的两个变形区,有利于制备4个有益皱,进一步提高管坯材料预分配的合理性;偏置中间约束有利于获得轴向不对称的3个有益皱。因此,引入局部环向约束能够制备多种有益皱形式,满足变截面复杂管件内高压成形对管坯材料分布的需要。