[發(fā)明專利]多腔類構(gòu)件多向加載成形加載路徑的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710204624.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN107052212B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志超;曹婧;吳慧麗;印志坤;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B21J13/02
• 分類號(hào): B21J13/02;B21J5/02;B21K1/16;G06F17/50
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種多腔類復(fù)雜構(gòu)件多向加載成形合理加載路徑的快速確定方法，通過(guò)確定主管凸模不同加載位移下轉(zhuǎn)移到支管型腔的坯料體積V、主管凸模開始加載的位移x₀和支管凸模加載位移y₀，從而確定主管凸模初始加載位移x₀的范圍，最終確定了多腔類構(gòu)件多向加載的合理的加載路徑。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確、快速確定多腔類零件多向加載成形合理的加載路徑，節(jié)約時(shí)間和試驗(yàn)成本。所提出的加載路徑能夠改善材料流動(dòng)和不均勻變形，有效的避免成形過(guò)程中的空腔、折疊等缺陷，降低成形載荷，提高構(gòu)件的成形質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬塑性成形的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種快速確定多腔類構(gòu)件多向加載成形合理加載路徑的方法。

背景技術(shù)

多個(gè)方向帶有枝椏和空腔的高性能復(fù)雜構(gòu)件廣泛應(yīng)用于航空航天、核電、石油化工等領(lǐng)域。為了滿足惡劣的服役環(huán)境、保證裝備的性能和可靠性，從而對(duì)該多腔類構(gòu)件的成形質(zhì)量和精度提出了更高的要求。多向主動(dòng)加載成形，通過(guò)在坯料的軸向和徑(側(cè))向同時(shí)或順序施加載荷，可一次整體成形出不同方向帶有枝芽和空腔類結(jié)構(gòu)的復(fù)雜零件，為高性能多腔類構(gòu)件的近凈成形制造提供了有效途徑。

然而多腔類構(gòu)件多向加載成形過(guò)程是一個(gè)多參數(shù)、多場(chǎng)耦合、多模具協(xié)調(diào)加載、時(shí)空動(dòng)態(tài)約束下的高度非線性過(guò)程，材料將發(fā)生極其復(fù)雜的不均勻塑性變形及由此引發(fā)宏微觀缺陷等。一方面多腔類構(gòu)件幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多向深腔或枝杈；從相對(duì)簡(jiǎn)單的初始坯料，材料需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變形、流動(dòng)和體積轉(zhuǎn)移才可能獲得最終的形狀。另一方面，材料的流動(dòng)和型腔的充填對(duì)加載方式、路徑(即各模具加載運(yùn)動(dòng)的次序、加載速度與時(shí)間的關(guān)系)和條件敏感。而對(duì)于給定的多腔類構(gòu)件，當(dāng)初始坯料給定時(shí)，加載路徑通過(guò)改變坯料體積的分配和動(dòng)態(tài)約束而很大程度上影響著材料的變形和流動(dòng)行為，進(jìn)而影響著型腔的充填和構(gòu)件成形質(zhì)量，決定著該技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

多向加載成形過(guò)程中，從相對(duì)簡(jiǎn)單的初始坯料，材料需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)才可能獲得最終的幾何形狀。金屬流動(dòng)規(guī)律不僅很大程度上依賴于加載路徑自身，而且所成形多腔類構(gòu)件的結(jié)構(gòu)也對(duì)其有一定的影響。為了獲得高性能和高可靠性的多腔類構(gòu)件，在成形中需要根據(jù)成形的多腔類構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)特征，選擇合理的成形加載路徑。而現(xiàn)階段多腔類構(gòu)件多向加載成形合理加載路徑的確定主要依靠經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)摸索。

中國(guó)專利申請(qǐng)CN104239644A公開了一種對(duì)于鈦T型管液壓成形工藝參數(shù)的研究方法，利用仿真模型與理論試驗(yàn)相結(jié)合研究?jī)?nèi)壓加載路徑(內(nèi)壓加載與時(shí)間的關(guān)系)、沖頭加載路徑(沖頭進(jìn)給與時(shí)間的關(guān)系)相匹配的最佳工藝參數(shù)，制備出合格的T型管，有效地實(shí)現(xiàn)成形區(qū)的補(bǔ)料，從而獲得更小的壁厚減薄率和相對(duì)均勻的壁厚分布，提高T型管的成形極限，避開以往利用經(jīng)驗(yàn)及不斷的試驗(yàn)來(lái)摸索工藝參數(shù)，節(jié)約了成本。