扭力梁内高压成形的起皱行为.PDF

第４５卷　第１期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４５ Ｎｏ１ 　 　 ２０１３年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊａｎ．２０１３ 　　　　　　 扭力梁内高压成形的起皱行为 １ １ ２ １ 韩　聪 ，张伟玮 ，谢文才 ，苑世剑 （１．哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院１５０００１哈尔滨；２．一汽轿车股份有限公司，１３００１２长春） 摘　要：为了揭示扭力梁内高压成形时起皱的形成机制，采用实验和数值模拟的方法研究低碳钢扭力梁内高压成形过 程支撑压力和补料量对起皱的影响规律；通过数值模拟给出起皱区应力状态，并绘制应力分布轨迹图，从应力分析角度 揭示起皱形成机制．结果表明：随着支撑压力的提高，轴向压应力的绝对值下降，失稳起皱趋势降低，当支撑压力超过一 个临界值时，皱纹完全消除；随着补料量的增大，轴向压应力的绝对值升高，失稳起皱趋势增大，当补料量超过一个临界 值时，开始出现皱纹．对于直径为８９ｍｍ、壁厚为２５ｍｍ低碳钢管材，当支撑内压为３０ＭＰａ，补料量为１５ｍｍ，为一个合 理的加载路径，可以有效避免起皱． 关键词：内高压成形；扭力梁；起皱；加载路径 中图分类号：ＴＰ３９４ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１３）０１－００８５－０４ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｒｉｎｋｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｄｔｏｒｓｉｏｎｂｅａｍ １ １ ２ １ ＨＡＮＣｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＷｅｉｗｅｉ，ＸＩＥＷｅｎｃａｉ，ＹＵＡＮＳｈｉｊｉａｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＦＡＷＣａｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，１３００１２Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｗｒｉｎｋｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｄｔｏｒｓｉｏｎｂｅａｍ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄａｘｌｅｆｅｅｄｏｎｐｌａｓｔｉｃｗｒｉｎｋｌｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒｄｕｒｉｎｇｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｌｏｃｕｓａｒｅｇｏｔｔｅｎｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅｙａｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｗｒｉｎｋｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｖａｌｕｅｏｆａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｗｒｉｎｋｌｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｄｅｃｌｉｎｅｓ． Ｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｖａｌｕｅｏｆａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓｃａｎｂｅｒａｉｓｅｄｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｘｌｅｆｅｅｄ，ａｎｄｔｈｅｗｒｉｎｋｌｉｎｇ ｔｅｎｄｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｗｒｉｎｋｌｅｓｃａｎａｐｐｅａｒｗｈｉｌｅｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅａｃｈｅｓａｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．Ｔｏａｖｏｉｄ ｗｒｉｎｋｌｉｎｇ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｌｏａｄｐａｔｈｉｓｔｈａｔｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓ３０ＭＰａａｎｄｔｈｅａｘｌｅｆｅｅｄｉｓ１５ｍｍｆｏｒａ ｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｔｕｂｅｗｉｔｈａｎｏｕｔｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ８９ｍｍａｎｄａｗａｌｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ２．５ｍｍ． Ｋｅｙｗｏｒ