T型三通管內(nèi)高壓成形效果影響因素分析

　　人們對(duì)汽車零部件提出了質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等要求，這對(duì)汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)也是一種挑戰(zhàn)。使用內(nèi)高壓成形技術(shù)可以減輕質(zhì)量、節(jié)約材料，減少零件和模具的數(shù)量，在一定程度上也可以降低模具費(fèi)用。提升了強(qiáng)度和剛度，這也符合了人們對(duì)汽車的要求，因而，內(nèi)高壓成形技術(shù)也得到了穩(wěn)步發(fā)展。三通管內(nèi)高壓成形中內(nèi)壓力、左右進(jìn)給量、摩擦系數(shù)，對(duì)其成形效果有一定的影響，故本文首先建立T型三通管的有限元模型，利用DYNAFORM非線性有限元軟件對(duì)T型三通管內(nèi)高壓成形效果影響較大因素進(jìn)行研究。

　　關(guān)鍵詞：內(nèi)高壓,三通管,汽車行業(yè)

　　1 有限元模型

　　原始管坯長(zhǎng)為114mm，外徑為22mm，管坯厚度為1.5mm，支管直徑為22mm，管坯主管與支管相貫處圓角半徑為8mm，如圖1所示。模具、沖頭和管材均采用殼單元，下模四邊形單元有1551個(gè)，上模四邊形單元有1020個(gè)，左沖頭、右沖頭、下沖頭四邊形單元均有140個(gè)，模型中上模、下模、下沖頭、左右沖頭均設(shè)定為剛體。管坯材料為DQSK，泊松比為0.28，楊氏模量為207GPa，抗拉強(qiáng)度是440MPa。

　　2 仿真分析

　　2.1 內(nèi)壓力影響

　　仿真中摩擦系數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)鋼的摩擦系數(shù)0.125，進(jìn)給量為11mm，內(nèi)壓力分別為25、30、35、40、45MPa的加載路徑進(jìn)行仿真，三通管脹形高度和最小壁厚的仿真結(jié)果。

　　隨著內(nèi)壓力的增加脹形高度也隨之升高，而最小壁厚卻逐漸減小，這是由于在補(bǔ)料量不變的情況下，而內(nèi)壓力增加可使得材料能更多補(bǔ)送到脹形區(qū)，則脹形高度升高;但內(nèi)壓力增加使材料補(bǔ)送增加卻不能滿足脹形高度所需的材料，故最小壁厚在隨之減小。

　　2.2 進(jìn)給量影響

　　仿真中采用摩擦系數(shù)為0.125，內(nèi)壓力為40MPa，進(jìn)給量分別為14、16、18、20、22、24mm的加載路徑進(jìn)行仿真，三通管的脹形高度和最小壁厚的仿真結(jié)果如圖3所示。

　　隨著進(jìn)給量的增加脹形高度逐漸升高，最小壁厚也隨之增加。這是因?yàn)樵趦?nèi)壓力不變的情況下，進(jìn)給量增加使得更多材料能補(bǔ)送到脹形區(qū)，則整形高度升高;進(jìn)給量增加使得補(bǔ)送到脹形區(qū)的材料也增加，而內(nèi)壓力不變，則使得最小壁厚也在增大。

　　2.3 摩擦系數(shù)影響

　　仿真中采用內(nèi)壓力為40MPa，進(jìn)給量為14mm，摩擦系數(shù)分別為0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16的加載路徑進(jìn)行仿真，其結(jié)果如圖4所示。

　　隨著摩擦系數(shù)的增加脹形高度在降低，而最小壁厚逐漸升高。這是由于在內(nèi)壓力及進(jìn)給量不變的情況下，摩擦系數(shù)增加使得摩擦阻力增加，無(wú)法將更多的材料補(bǔ)送到脹形區(qū)，則表現(xiàn)為脹形高度降低，進(jìn)而最小壁厚隨之增大。

　　3 結(jié)論

　　本文對(duì)T型三通管內(nèi)高壓成形過(guò)程進(jìn)行仿真分析，對(duì)影響三通管成形效果影響較大的參數(shù)進(jìn)行研究，得到：隨著內(nèi)壓力的增加三通管的脹形高度隨之升高，而最小壁厚減小;進(jìn)給量增加則脹形高度隨之升高，最小壁厚也增大;摩擦系數(shù)增大則脹形高度降低，而最小壁厚增大。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]林俊峰，苑世劍.汽車輕量化中的管件液壓成形技術(shù)[J].鍛造與沖壓，2005(04)：58-59.

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