里氏硬度是以能量测量为基础的硬度试验方法，其原理是使一个保持恒定能量（11N·mm）的冲击体冲击到静止的材料样品上，再回弹起来，测量回弹时尚存在于试样中的能量（残余能量），该残余能量即表示里氏硬度的大小。其测量方法是通过测量冲击体距试样表面1mm位置处的冲击速度和反弹速度，作为动能的表征量。由这两个速度求得的商与1000的乘积定义为里氏硬度值。其公式为：

对TB5钛合金进行在室温下V形弯曲回弹试验表明,该合金冷成形时回弹量很大。基于该合金成形后需要进行时效热处理,可采用时效校形方法提高成形精度。为描述TB5钛合金在时效校形过程中的变形行为,进行了不同应力条件下的蠕变试验,结果表明,时间硬化蠕变本构模型能较好地描述TB5钛合金在蠕变试验条件范围内的蠕变变形行为。采用非线性最小二乘法对试验数据进行拟合,得到了该时效温度下的蠕变本构方程中的材料参数。

石墨制垫片作为控制螺栓法兰接头泄漏的关键非线性部件,属于一种新型的密封元件,其压缩回弹性能体现了垫片对不同载荷波动情况下的补偿适应能力。垫片的压缩率和回弹率是表征和评价密封垫片的重要指标,其本身的属性决定石墨制垫片应用的场合。本文首先对石墨制垫片的密封材料及性质进行论述,从其微观机理、热物理性质及力学性能三个方面介绍其材料特性,其次对石墨制垫片的种类及类型进行概述,最后对石墨制垫片的压缩回弹特性研究的现状、方法及影响因素展开综述,重点分析了石墨制垫片的压缩回弹特性影响因素,为螺栓法兰连接设计及石墨制垫片的选用提供理论依据及思路。

目的针对17-4PH不锈钢冷成形回弹大、贴模性差等问题,研究17-4PH不锈钢隔碗零件的拉深成形和液压胀形规律,确定隔碗零件拉深液压胀形复合成形的最佳工艺及参数。方法利用有限元方法确定并优化了拉深预成形和液压胀形中的工艺参数。基于优化后的结果设计并制造了相关的模具,最终通过试验验证了有限元方法的有效性。结果结合数值模拟和试验的方法,提出了零件先拉深预成形、后液压胀形的多步成形方案,逐步优化了成形工艺参数,最终成形出了满足尺寸和精度要求的高精度隔碗零件。结论通过数值模拟获得了最佳的坯料直径及多步成形中的关键工艺参数,基于数值模拟优化为主和试验验证为辅的设计制造理念,解决了17-4PH不锈钢冷成形回弹大和贴模性差的问题。

针对管材截面形状异型以及管坯存在扭转角度造成的成形困难问题,结合内高压成形和压制成形提出液压压制成形法。对异型管件液压压制成形过程进行理论分析和实验研究,采取正交实验模拟方案,探究管坯初始压力、最大压力、整形时间对GH4169高温合金薄壁管成形过程管坯最大减薄率和最大回弹量的影响显著性。结果表明:初始压力和整形时间分别对管坯减薄率和回弹量影响最大;最大压力对管坯减薄率和回弹量影响不显著。获得了最优参数组合,将管坯壁厚分布和回弹效果与实验结果进行了对比,回弹对零件成形影响较小,回弹误差可被控制在1%以内,截面周长误差为0.47%~0.8%;最大减薄发生在凸面中间区域,并且凸面壁厚分布均匀,模拟结果与实验结果一致。

为了解决机匣冲压回弹及焊接变形问题,提出一种机匣内部橡皮囊膨胀校形工艺。以某机匣为研究对象,通过理论计算确定了机匣校形压力。借助有限元分析软件,对与机匣有相同基本特征的薄壁焊接筒形件的塑性变形受力特性及校圆行为进行了分析。模拟结果显示,筒形件的初始直径、跳动和壁厚对最终筒形件跳动校正效果有影响。利用自制的校形装置对橡皮囊胀形法校形效果进行了验证。

回弹对管翅式散热器液压胀接的成形质量有重要影响。采用材料幂强化理论模型,分析了换热管发生塑性变形、翅片发生弹性变形时管翅式散热器液压胀接卸载阶段的回弹行为,并利用ABAQUS有限元仿真软件建立了管翅式散热器液压胀接的有限元模型,提出了胀接液压力选取范围的确定方法以及换热管与翅片无约束回弹差值的获得方法,分析了胀接液压力对管翅式散热器卸载后的整体回弹量和回弹差值的影响规律,初步探索了整体回弹量对残余接触压力的影响规律。结果表明:基于材料幂强化本构关系的回弹模型能够直观地反映回弹对残余接触压力的影响;胀接液压力选取范围的确定方法是准确的,与理论结果相符;胀接时应在胀接液压力选取范围内增加胀接液压力以增加回弹量,从而增加残余接触压力,改善成形质量。

以大曲率半径TC4钛合金板材零件为研究对象,依照响应面法设计实验,对零件进行冲击液压成形回弹实验研究,制定了用于描述大曲率半径零件回弹的评价指标,获得不同工艺参数下TC4钛合金板材的回弹量。研究了气压、压边力以及不同曲率半径模具对TC4钛合金板材冲击液压成形回弹量的影响规律,并建立了回弹量的响应模型,得到了最佳工艺参数组合。结果表明,相比于准静态成形,冲击液压成形能够显著减小钛合金板材零件的回弹量。同时发现,回弹量随着气压和模具曲率半径的增加而减小,压边力对回弹量的影响不明显。当气压超过一定值时出现负回弹,而且模具的曲率半径越大,负回弹的绝对值越大,压边力越大,负回弹的绝对值越小。

文中通过对后托架弯曲工艺的介绍,对大曲率半径的角钢弯曲成形提出了一种新的工艺方法,并分析了角钢两翼板回弹量不同的原因及水平翼板对垂直翼板回弹的制约,提出利用现有回弹公式计算角钢弯曲回弹的方法,分析了角钢两翼板间角度改变的原因。该工艺可大大减少工件回弹。

阐述橡皮成形技术的基本概念、应用和最新进展。分析钣金橡皮成形技术的特点，对其主要研究领域及关键问题的研究与进展情况进行了分析与总结，并预测了这一技术的发展方向与趋势。