金属薄壁管液压胀形数值模拟研究及工艺优化

"该文档是关于金属薄壁管件液压胀形过程的数值模拟研究，主要探讨了在机械制造、航空航天、石油化工等领域中广泛应用的管形件塑性成形技术。通过使用ETA/DYNAFORM有限元分析软件，对金属管材的液压胀形过程进行了详细的数值模拟，以预测和理解在加工过程中可能出现的起皱、开裂、屈曲等缺陷。研究涉及了内压力、壁厚、加载路径和摩擦条件等因素对胀形过程的影响，并得出了相关结论。" 在金属管件的液压胀形加工中，液体压力驱动金属管材塑性变形，形成所需形状。然而，由于大变形和大扰度的特点，实际操作中常遇到各种缺陷。本文基于金属弹塑性变形理论，采用有限元分析工具ETA/DYNAFORM，对胀形过程进行建模和模拟。通过细致的网格划分、边界条件设定、动力载荷施加和加载路径控制，使用LS-DYNA求解器进行数值计算，然后通过后处理器分析结果，以可视化方式展示胀形过程和相关数据。 研究发现，恒定内压力的增加能提升支管的胀形高度，但可能导致壁厚不均匀和过度减薄。相比之下，阶梯型加载路径优于直线型加载，因为它能有效防止起皱，改善胀形效果。此外，管材初始壁厚的增加可以降低减薄率，但会减少支管胀形高度。摩擦力的大小也至关重要，过大的摩擦可能导致壁厚减小，主管端部失稳，支管高度不足，甚至在表面产生划痕，影响质量。适当减小摩擦力有助于优化胀形结果。 本文的研究提供了选择液压胀形工艺参数和优化模具设计的合理方法，对提高生产效率和缩短生产周期有指导意义，对相关领域的工程实践具有重要价值。关键词包括管材、液压胀形、有限元分析和ETA/DYNAFORM软件，属于应用技术研究范畴。