轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形规律的影响

以单侧双排四通管为研究对象,应用有限元分析软件分析内压、平衡冲头速度和挤压冲头平均速度相同时,不同轴向加速度对单侧双排四通管内高压成形壁厚、支管高度和主管补料规律的影响。结果表明:随着挤压冲头加速度增大,最大壁厚和最小壁厚值变化较小,最大壁厚值变化略大于最小壁厚值变化;支管高度和主管端部轴向位移明显增加;挤压冲头加速度增大明显增加外侧主管补料,但是对内侧主管补料影响较小。这些规律为四通管加载路径的选择提供了参考。

一种新型双层X形管内高压成形加载路径的智能优化方法

为了提高双层X形管的成形性能,本文针对双层X形管内高压成形过程加载路径的智能优化方法开展研究。将多目标动态优化方法用于双层X形管工艺质量参数的动态调整与优化,通过建立内层管最大减薄率、外层管最大减薄率、极限圆角半径、支管高度4个主要评价因素的柔性可调整区间,协调优化参数,使双层X形管的变形尽可能处于最佳状态。采用线性加权法建立双层X形管工艺质量参数的多因素综合目标函数,并运用遗传算法和BP神经网络控制方法对多目标动态优化函数进行推导求解,优化了学习效率,提高了计算精度,增强了与实际工艺的匹配程度。模拟结果与实验结果的误差在±7%以内,说明此双层X形管在内高压成形过程的加载路径优化控制方法具有较高的精度和可行性。

T型管内高压成形差异化润滑优化

针对T型管在内高压成形过程中壁厚增厚较严重的问题,提出一种新的不同区域差异化润滑方法。通过对T型管内高压成形理论进行分析,推演出3个区域:胀形区、引导区和底部区,进而提出了中间环形差异化润滑(IADL)和中间半环差异化润滑(ISDL)两种润滑方式。综合有限元模拟及实验方法对比分析了传统均匀润滑、IADL和ISDL对T型管内高压成形的壁厚分布、支管高度以及减薄率的影响。结果表明,相比传统润滑,采用差异化润滑会使T型管成形效果更佳,避免了底部起皱,并极大地减少了管壁增厚几率,提高了支管高度,降低了管坯减薄率。

X形管内高压成形过程的加载路径优化

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。

渐进冲击液压载荷下T型管的成形规律

为了进一步提高管坯的成形性能,改善传统液压胀形依赖高压源的问题,提出了一种多通管渐进冲击液压胀形方法。以T2紫铜T型管为研究对象,应用设计的胀形装置进行了冲击液压胀形实验研究,通过不同冲击液压载荷下1道次冲击液压胀形、2道次和3道次渐进冲击液压胀形结果的对比,分析了初始内压力、补料量、渐进道次对T型管支管高度、壁厚分布、支管顶部圆角半径的影响。研究结果表明:该方法可以成形出质量较好的T型管;初始内压力对T型管支管的顶部圆角和侧壁贴模性有较大的影响;各道次的初始内压力分别为10、30和32 MPa以及补料量分别为3、3和15 mm的3道次渐进冲击液压载荷下,T型管的成形质量最好。

聚氨酯橡胶硬度对薄壁三通管内高压成形的影响

以外径为Φ24 mm、壁厚为1.5 mm、长度为120 mm的H85黄铜管为例,以壁厚增减量不超过30%为合格品作为前提,以生成最大支管胀形高度的橡胶硬度为最佳参数,结合胀形实验和有限元仿真共同分析了60~90 HA范围内7种不同硬度的聚氨酯橡胶棒对等径三通管成形质量的影响。研究结果表明:随着橡胶硬度的逐渐增大,支管胀形高度增大,壁厚差减小,壁厚分布越均匀;当橡胶硬度大于85 HA时,支管顶部减薄率大于30%;当橡胶硬度小于70 HA时,直管端部和底部增厚率大于30%。此次研究中,橡胶硬度为85 HA时,成形三通管的最大壁厚为1.899 mm、最小壁厚为1.06 mm、支管胀形高度为17.132 mm,成形效果最佳。管坯整体壁厚分布规律为支管顶部减薄、直管端部增厚,且增厚区明显大于减薄区。