分析了金属薄壁管液压胀形中胀形区截面节点的应力和应变状态,分别针对轴向进给力F的作用大于或小于液压力P的作用,金属薄壁管胀形区截面节点的应变状态分别对应成形极限图的左侧和右侧应变状态,开发1套能实现胀形区截面节点不同应变状态的金属薄壁管液压胀形极限测试装置,通过示例,获得了简单加载路径下金属薄壁管液压胀形成形极限图。

金属薄壁管液压成形技术适合于制造长径比大、周向截面复杂的中空零件,在液压成形过程中,摩擦特性和加载条件等对零件的成形过程、成形性能、零件的精度及表面质量等有显著影响。以金属薄壁管液压胀形工艺为研究对象,从胀形区中截面节点的应力和应变状态分析出发,确定金属薄壁管胀形件的摩擦分区范围,并对胀形件中截面的受力状况进行分析。针对简单液压加载情况下金属薄壁管的摩擦特性,提出一种胀形区摩擦因数的测量方法。通过简单液压加载下金属薄壁管摩擦特性试验,验证该方法的准确性,并探究摩擦因数对胀形件成形精度的影响规律。

以管材液压胀形工艺为研究对象,对常见的应变路径进行分类,采用"分段逼近"的数学简化方法,将复杂应变路径简化为分段应变路径。基于Swift分散性失稳准则建立了单一应变路径的管材液压胀形成形极限图;利用Hill集中性失稳准则建立了复杂应变路径下的成形极限图。通过对比不同应变路径下的管材液压胀形成形极限图,揭示了应变路径的改变对液压胀形的影响规律。通过管材液压胀形成形极限试验,验证了理论分析结果的正确性。理论分析和试验结果表明,不同应变路径下的管材液压胀形成形极限图的几何形状不同,极大地限制了由简单线性加载获得的成形极限图在分析复杂应变路径下的成形过程时的准确性。