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锻压技术 2021年第4期46卷 56-63页

作者：王彪孙磊林才渊初冠南李继光胡德友哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209 哈工大(威海)创新创业园有限责任公司山东威海264209 天津航天长征火箭制造有限公司天津300462

为了得到具有大直径大膨胀率且壁厚减薄小的铝合金Ω形波纹管,提出了一种轴向低压压形工艺,其核心思想是通过合理匹配成形内压与轴向进给间的关系来提高波纹管的成形质量。同时,通过实验与数值模拟分析结合的方式,基于ABAQUS有限元分析... 详细信息

为了得到具有大直径大膨胀率且壁厚减薄小的铝合金Ω形波纹管,提出了一种轴向低压压形工艺,其核心思想是通过合理匹配成形内压与轴向进给间的关系来提高波纹管的成形质量。同时,通过实验与数值模拟分析结合的方式,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了波纹管轴向低压压形过程的有限元模型,并基于波纹管轴向低压压形过程中的等效应力及壁厚分布情况,分析了3种不同加载路径对波纹管成形过程的影响,获得了成形内压与轴向进给间最佳的匹配关系。结果表明,由加载路径3阶梯形匹配关系所得波纹管的形状精度高,最大减薄率为12.1%,验证了工艺的可行性。

关键词：波纹管轴向低压压形铝合金加载路径成形内压轴向进给

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大型薄壁U形波纹管轴向低压压形的形状精度

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锻压技术 2022年第10期47卷 145-153页

作者：杨程李斯棠孙磊林才渊胡德友初冠南南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209 哈工大(威海)创新创业园有限责任公司山东威海264209 天津航天长征火箭制造有限公司天津300462

为了克服大直径U形波纹管液压成形时成形内压过高、设备吨位要求大等缺点,提出了一种轴向低压压形工艺成形该类零件。通过实验与数值模拟分析相结合的方式,分析了初始内压、最终内压和轴向进给3种工艺参数对形状精度(圆角填充、回弹)的... 详细信息

为了克服大直径U形波纹管液压成形时成形内压过高、设备吨位要求大等缺点,提出了一种轴向低压压形工艺成形该类零件。通过实验与数值模拟分析相结合的方式,分析了初始内压、最终内压和轴向进给3种工艺参数对形状精度(圆角填充、回弹)的影响。对于圆角填充,初始内压和轴向进给的增大,会导致管坯在波峰圆角区贴模更紧密,在波谷圆角区脱模程度加重,而当最终内压较小时,波峰的填充不完全。对于回弹,初始内压和轴向进给的增大以及最终内压的减小均有利于抑制回弹。最终得出了最佳工艺参数组合,即初始内压为1.2 MPa、最终内压为4.0 MPa、轴向进给为31.5 mm。同时,对波纹管的应力状态进行分析,得出了回弹产生的原因,并通过模具修正对回弹进行补偿。最终,实验成形了尺寸精度在0.5 mm以内、内径为Φ340 mm、壁厚为1.5 mm的U形波纹管,验证了工艺的可行性。

关键词：波纹管轴向低压压形形状精度初始内压最终内压轴向进给

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5A03铝合金波纹管轴向低压压形工艺

5A03铝合金波纹管轴向低压压形工艺

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作者：王彪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

金属波纹管是膨胀节的核心弹性元件,被广泛的应用于各种领域。通常采用液压成形法来制造金属波纹管,但随着所成形波纹管尺寸的增大,液压成形对设备的性能要求以及模具成本急剧升高。基于此,针对大直径和小减薄要求的波纹管成形困难的问... 详细信息

金属波纹管是膨胀节的核心弹性元件,被广泛的应用于各种领域。通常采用液压成形法来制造金属波纹管,但随着所成形波纹管尺寸的增大,液压成形对设备的性能要求以及模具成本急剧升高。基于此,针对大直径和小减薄要求的波纹管成形困难的问题,本文结合液压成形原理提出了轴向低压压形工艺,其核心思想是管坯在气体内压的支撑作用下经端部轴向进给产生弯曲变形从而填充模膛成形所需波形。以5A03铝合金U形波纹管为主体研究对象,研制了金属波纹管轴向低压压形的实验装置,通过有限元模拟与实验结合的方式,分析了金属波纹管成形过程中各种缺陷产生的机理和影响因素,探究了不同工艺参数对金属波纹管成形质量的影响以及不同波纹类型的金属波纹管的成形质量。给出了U形金属波纹管成形过程中产生的缺陷形式,通过数值模拟波纹管成形过程中材料的变形行为以及应力状态,揭示了不同缺陷产生的机理以及抑制缺陷产生所需参数的合理范围。结果表明,波谷圆角塌陷是金属波纹管变形区轴向周长大于波形展开长度过多导致。而变形区轴向周长取决于初始内压与轴向进给量,且呈正比关系。波谷圆角起皱是模具圆角半径偏小,成形内压不足,管坯在波谷圆角处无法完全贴模导致,通常发生在成形中期。咬边缺陷是分模面位于波峰处且移动模上圆角内侧圆角r为0导致,当r为0.5mm时咬边缺陷消失。采用金属波纹管成形后的形状精度和壁厚分布来表征U形金属波纹管的成形质量。基于缺陷分析中所得不同参数的合理范围,以金属波纹管在移动模闭合时与模具间的最大距离、卸载后波形根部厚度变化和波高变化大小为表征,研究了不同参数对金属波纹管形状精度的影响规律,同时分析了不同参数下金属波纹管的壁厚分布规律。确定了最优的工艺参数以及回弹补偿方案,得到了内径340mm,变径率23.5%,最大壁厚减薄率10.8%的U形金属波纹管。最后研究了不同类型金属波纹管在相同条件下的成形质量,通过比较发现三种类型波纹管壁厚分布规律相似。而对于回弹,S形波纹管比U形大,方形波纹管比U形小。同时通过分析不同参数对方形金属波纹管上圆角半径的影响,得出在现有条件下的方形金属波纹管最小上圆角半径为3.1mm。

关键词：轴向低压压形金属波纹管缺陷分析成形质量

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航天用隧道管轴向低压压形成形精度控制研究

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航天制造技术 2024年第4期 20-24页

作者：胡德友渠福泉梁立冬李奎侯银松闫瑾初冠南天津航天长征火箭制造有限公司天津300462 哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院威海264209

针对运载火箭的高密度发射需求,进一步提升贮箱用隧道管整体制造质量可靠性和生产效率。以航天用Φ340mm的5A03铝合金隧道管为研究对象,通过开展轴向低压压形成形波纹有限元仿真分析,探究不同内压和补料量等工艺参数对隧道管波纹型面精... 详细信息

针对运载火箭的高密度发射需求,进一步提升贮箱用隧道管整体制造质量可靠性和生产效率。以航天用Φ340mm的5A03铝合金隧道管为研究对象,通过开展轴向低压压形成形波纹有限元仿真分析,探究不同内压和补料量等工艺参数对隧道管波纹型面精度和壁厚分布影响规律。结果表明,波纹成形内压为4MPa,补料量为16.5mm时,波形精度和波高均达到设计要求,环向和轴向的波纹壁厚分布一致性较好,最大减薄率为7.09%。

关键词： 5A03铝合金轴向低压压形内压补料量减薄率

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