为满足航空发动机上对高温合金波纹管的应用诉求,基于有限元分析数值软件模拟了一种大直径带法兰高温合金波纹管液压成形过程,研究了轴向进给距离、液室压力和回弹对波纹管成形质量的影响,并开展试验验证。结果表明,采用单侧冲头轴向进给补料的液压成形工艺可实现带法兰波纹管成形。随着轴向进给距离的增大,波纹高度逐渐增加,壁厚减薄减小,最大壁厚减薄位置出现在波峰靠近补料一侧圆角上。随着液室压力的增大,波纹高度进一步增加,波纹各处圆角逐渐成形到位。经回弹计算后获得内径为Φ198 mm,波纹高度为8.2 mm,壁厚为0.8 mm的带法兰波纹管液压成形工艺参数为轴向进给距离14 mm,液室压力70 MPa。工艺试验成形出的波纹管尺寸满足设计图要求。

为了解决传统拼焊制造超薄壁不锈钢波纹管弹性差、寿命短、易破裂等问题,采用液压成形技术成形超薄壁不锈钢波纹管件。针对超薄壁不锈钢波纹管件截面形状复杂以及管壁易失稳起皱破裂的成形难点,设计了不同的加载路径。利用CATIA进行建模,使用Dynaform有限元分析软件进行数值模拟。基于波纹管成形过程中的波高与壁厚减薄情况研究了模具间隙、预胀形内压和整形压力对成形质量的影响规律。试验结果表明,对于复杂异形截面的填充,管内压强和轴向进给的增大有利于材料流动进入圆角区域以及管坯与模具的贴合。对于内径Φ50 mm,壁厚0.4 mm的复杂截面波纹管,预胀形内压7.5 MPa,整形压力20 MPa,轴向进给为20 mm为最佳参数匹配。开展了相关试验,验证了模拟结果与试验结果相符,获得的波纹管满足尺寸与性能的需求。

以可时效强化型7075铝合金带筋壁板为研究对象,开展蠕变时效成形试验,利用ATOS三维光学扫描仪对成形试件进行测量,计算出该铝合金带筋壁板的回弹量。同时,采用相同材料的铝合金平板件,在相同的试验条件下开展蠕变时效成形试验,计算平板件的回弹量,并与铝合金带筋壁板的回弹量进行对比分析。研究结果表明,相同工艺条件下,带筋壁板蠕变时效成形后的回弹量为11.2%,远小于平板件的回弹量（平板件的回弹量为53.9%）。这是由于相同曲率条件下,带筋壁板弯曲时尽管蒙皮部分处于弹性变形,但筋条处发生了明显的塑性变形,从而限制了蒙皮的回弹。因此,已有的基于平板件回弹行为的研究不能简单的应用于带筋壁板构件,需要进一步研究筋条塑性变形对构件回弹行为的影响规律,该文对于开展带筋壁板构件时效成形回弹行为研究提供了参考。

针对传统寿命试验方法评估液压缸可靠性出现的耗时长、费用高且无法满足实际需求等问题,基于性能退化的可靠性评估方法,通过性能退化随时间的变化规律对液压缸进行了寿命预测与可靠性评估。采用数值模拟手段判定了各个密封圈的安全性与稳定性,利用Archard磨损模型得到了密封圈的磨损体积曲线。基于考虑随机效应的Wiener过程建立的密封圈可靠性模型,得到了首达时间失效定义下的寿命分布,确立了退化模型参数与可靠度之间的关系,并建立了液压缸密封圈的可靠度数学表达式。搭建了往复式试验平台,试验结果表明,基于Wiener过程的性能退化模型能够更好地描述密封圈的性能退化过程,与传统寿命试验方法相比,对密封圈性能退化的预测更为准确和有效。

为了准确构建冲击液压胀形真实环境下金属薄壁管的动态塑性本构关系,提出了一种基于遗传算法构建薄壁管本构关系的方法。首先,通过对冲击液压成形中金属薄壁管应力应变状态的分析,确定了薄壁管塑性本构模型及力学关系;然后,在冲击液压胀形试验过程中,基于三维数字散斑相关法实时在线获取薄壁管胀形区塑性变形参数;接着根据试验变形数据,利用遗传算法确定了薄壁管的塑性本构关系;最后,将运用遗传算法和一般线性回归法确定的薄壁管材料参数分别用于DYNAFORM和ANSYS Workbench联合仿真,并将模拟得到的管材胀形轮廓曲线、最大胀形高度与试验结果进行对比。结果表明,运用遗传算法获得的各项结果的偏差均最小,故基于遗传算法能更准确地预测薄壁管的动态塑性本构关系。

为研究模具参数对波纹管液压胀形后波形轮廓的影响规律,采用ABAQUS有限元软件,建立了波纹管液压胀形全过程有限元模型,基于此模型研究了不同波深系数下模具倾角和成形腔厚度对3个波形轮廓指标(波高、波距和波纹倾角)的影响规律。结果表明,模具倾角和成形腔厚度对波形轮廓有重要影响。随模具倾角的增大,回弹后波纹倾角减小,波纹倾角回弹量增大;随模具成形腔厚度的增加,回弹后的波距、波纹倾角及其回弹量增大;增大波深系数,波纹管回弹量和最大壁厚减薄率明显增大。改变模具倾角和成形腔厚度能够有效控制波形轮廓。

为获得非对称异形管液压成形轴向补料量的最佳工艺参数组合,采用响应面法结合有限元模拟对管材液压成形过程中的轴向补料方式开展研究。以目标零件的最大减薄率和胀形高度为响应量,以左、右两侧推头的轴向进给量为设计变量。采用Design Expert 10软件根据中心复合设计法进行实验设计,建立了关于零件减薄率的二阶响应模型和胀形高度的一阶响应模型。结果表明,相比于传统对称补料方式,非对称补料方式能够显著降低目标零件的减薄率,提高胀形高度。响应面法优化结果显示,左推头进给29.37 mm、右推头进给10.00 mm的组合补料量可使零件胀形高度达到15 mm,最大减薄率控制在20%以内。开展验证实验,所获得零件的实际胀形高度为14.84 mm,最大减薄率为16.22%。进一步证实了所建立的响应面模型优化效果显著,且实验值与预测值具有较好的一致性,所得零件无过...

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。

对10MN闭模挤压液压机卡环式液压缸进行有限元应力分析根据分析结果给出了液压缸缸底结构参数的选取依据并在此基础上提出了一种斜面卡环凹槽新结构有效解决了大型卡环式液压缸卡环凹槽的应力集中问题.

我国正在建造特大型自由锻液压机。新的液压机采用了全预紧组合机架，该结构克服了传统三梁四柱结构中液压机的立柱既受拉又受弯的状况，可有效改善液压机的整体受力状态，但同时也带来了新的问题，即机架的整体性问题。文章着重就液压机机架的整体性及上梁刚度等因素对整体性的影响进行探讨。期望能为压机的整体性技术提供理论指导。