液压成形法生产的双金属复合管具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,合理设置工艺参数对获得高质量复合管具有重要意义。基于满足工程实际的有限元模型,采用不同的胀形压力、初始间隙和衬管壁厚进行了双金属复合管液压成形过程的模拟试验。通过正交试验设计和综合优化分析得到:影响残余接触应力的主次顺序依次为胀形压力、衬管壁厚、初始间隙;影响回弹的主次顺序依次是胀形压力、初始间隙、衬管壁厚。综合考虑残余接触应力和回弹两个评价指标,确定胀形压力170 MPa、初始间隙2 mm、衬管壁厚3 mm为最优工艺参数组合。

为提高波纹管疲劳寿命计算精度,建立了一种综合考虑成形影响和材料循环特性的波纹管疲劳寿命计算有限元模型。基于ABAQUS平台计算获得了波纹管成形后的实际轮廓和壁厚,利用FE-safe软件提取了材料稳态循环滞后应力应变曲线,计算出波纹管疲劳寿命,并与理论计算值、理想模型结果和实验结果进行了对比。结果表明:考虑成形与循环滞后影响的波纹管疲劳寿命仿真模型可以有效提高计算精度,其与实验结果误差在12%以内;理想模型误差范围为14%~62%;理论计算值结果误差最大。

目的掌握结构尺寸对矩形波纹管液压胀形的影响规律。方法利用有限元平台Abaqus/Explicit建立316L矩形波纹管的三维有限元模型,对其液压胀形过程进行数值模拟分析,并利用实验验证有限元模型的正确性,基于单因素法研究长宽比、过渡圆角半径及波距对矩形波纹管成形质量的影响。结果综合考虑成形波高、壁厚减薄率及周向轮廓3个指标,获得了长宽比、过渡圆角半径和波距对波纹管成形的影响规律,并给出了各参数对不同指标影响的显著性。结论随着长宽比的增大,长边壁厚减薄率明显减小,圆角与短边的壁厚变化不大,并且不同长宽比波纹管的成形轮廓均在圆角段上低于设计值,在直线段上高于设计值;增大过渡圆角半径更有利于圆角段的贴合,且有利于降低周向壁厚减薄率;波距对波纹管的壁厚减薄率影响显著,波距较小时,波峰上有明显的增厚现象,随着波距...

针对波纹管液压成形后回弹易导致波高偏离设计尺寸的问题,运用ABAQUS有限元软件对波纹管液压成形及回弹过程进行了数值模拟,基于Box-Behnken试验设计,建立了成形参数与波高之间的二次多项式预测方程。建立了波高控制模型,在成形参数可控性分析的基础上,给出了改变模片厚度和内压力的波高控制方法。在以上分析的基础上,通过数值迭代求解得到了控制波高的参数组合并进行了试验验证。结果表明,试验样件的波高与设计值的误差为0.31%,由此验证了控制方案的可行性,成功实现了对波纹管波高的精确控制,为此类零件的精确液压成形提供了参考。

为探究矩形波纹管液压胀形的变形特征,基于ABAQUS/Explicit有限元平台建立了矩形波纹管液压胀形过程的三维有限元模型,通过有限元仿真揭示了矩形波纹管液压胀形过程中直线段、过渡圆角段的变形特征,获得了主要工艺参数对成形质量的影响。结果表明,从矩形波纹管直线段向过渡圆角段方向路径上看,波高呈连续递减趋势,且在过渡圆角段最小;最大壁厚减薄率和等效塑性应变均出现在过渡圆角段中间位置波峰处。过渡圆角半径、成形内压力、模片间距对波高和周向壁厚减薄率影响较大,且呈正比关系。在相同壁厚减薄率下,模片间距对波高的影响大于成形内压力。