薄壁水槽拉深变形规律研究及工艺优化

为解决几何形状复杂且不对称及采用3次拉深工艺成形的薄壁水槽模具制造及试模难度大和成本高的问题,研究了该水槽采用多道次拉深工艺时板料的变形规律,同时对其拉深工艺进行了优化。利用Dynaform有限元分析软件对薄壁水槽拉深一序、拉深二序和拉深三序进行数值模拟分析,研究了关键工艺参数对成形结果的影响规律并得出最优的工艺参数,最后通过拉深实验对该工艺方案进行了验证。根据工艺优化方案,得出了最优工艺参数。拉深一序:从0 s至0.01 s,压边力恒定40 kN,从0.01 s至拉深结束,压边力从40 kN线性增长至500 kN;凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.2、0.05、0.05;模具间隙为0.66 mm。拉深二序:凸模、凹模、压边圈与板料之间的摩擦因数分别为0.15、0.1、0.1;压边力为500 kN。拉深三序:采用合适的拉深筋布置方式及阻力值。实验结果表明,在不同拉深工序中分别侧重调控不同拉深工艺参数可以有效控制薄壁水槽的减薄量。

金属球壳填充网管轴向冲击吸能特性研究

将运输领域中金属管的吸能避碰概念与建筑领域中具有优异吸震抗冲击性能的球形网壳结构理论相结合。提出了新型吸能结构———网管(RT)、赤道球(ES)、桁架球(TR)、表面孔球(TSH)填充球形网管。为了与传统的吸能结构进行比较,将铝合金薄壁圆管(T)进行填充并作为研究对象。通过落锤冲击实验,研究其吸能特性,发现TSH、ES和TR填充的网管对比铝合金薄壁圆管具有更显著的填充效果,承载能力、能量吸收、载荷效率和比吸能显著提高。与填充铝合金管相比,填充网管不仅能显著降低冲击效应,使初始冲击峰值基本保持不变,还能显著提高单位质量的能量吸收。因此,TSH、ES和TR填充网管可以成为满足轻量化、高能量吸收、低冲击效果要求的新型轻量化结构。