汽车桥壳液压胀形极限成形系数及胀裂判据.pdfVIP

第43卷第5期 机械工程学报 v“43N¨ 2007年5月 May 2007 OFMECHANICALENGINEERING CHINESEJOURNAL 汽车桥壳液压胀形极限成形系数及胀裂判据水 王连东 程文冬 梁晨 王建国 崔亚平 (燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066004) 摘要：利用研制的集增压器、冲液器、滑动胀形模具于一体的超高压液压胀形装置，在普通液压机上进行汽车桥 壳样件的液压胀形胀裂试验，绘制出液体胀形压力与管坯压缩量不同的匹配关系时(即不同加载路径)的胀形极限 图，揭示出极限胀形系数与管坯轴向应变存在线性关系t=1+氓一1．72s，，并与材料断后伸长率正有关。给出管 坯胀裂时的应变判据kI=氓及应力判据％=2吼，即胀裂时管坯壁厚方向的应变等于材料的延伸率，环向应力 等于材料拉伸强度的2倍。研究成果能为理论研究及工程应用提供依据。 关键词：汽车桥壳液压胀形极限胀形系数胀裂判据超高压液压胀形装置 中图分类号：TG316 O前言 1 汽车桥壳的液压胀形试验方案 20世纪90年代以来，日本、美国和德国等工业1．1样件设计 发达国家研究应用液压胀形工艺生产汽车零件…， 参考载质量0．75馓型车桥壳的几何参数，设计 如副车驾、纵梁、保险杠、散热器支架、座椅框、 液压胀形汽车桥壳试验样件，如图l所示。牙包部分 I砌，两端直壁部分外径为30mm， 上边梁和顶梁、发动机进排气歧管和凸轮轴等。汽 的最大尺寸为90 9。由 车桥壳属于异型断面回转壳体件，用液压胀形工艺 两者比值为3；横断面过渡圆角半径设计为R 制造最合理，材料利用率高、加工工序少、制造成 mm。 本低，制件强度刚度高、质量轻【2J。研究管坯不同 的限制，样件两端直壁部分长度设计为50 加载路径下的极限胀形系数，给出胀裂判据，对于 汽车桥壳液压胀形工艺至关重要。 塑性理论及试验研究表明，管材的极限胀形系 数与其材料的断后伸长率西、硬化指数，z、厚向异性 系数尺等材料力学性能指标及管材的几何参量有 关。王同海[3】给出了极限胀形系数与材料断后伸长 率的近似关系，CARLEER等【4j分析了硬化指数，z及 图l 液压胀形汽车桥壳模型试验样件 厚向异性系数R等材料性能参数对自由胀形中最大 1．2胀形工艺 胀形高度的影响规律。对于确定的管坯，液压胀形 根据桥壳样件的几何参数，初始管坯选用外径 极限系数取决于加载路径，即取决于液体胀形压力 为42mm、壁厚为3mm、长度为293mm的冷拔20 (内压)与轴向推力(外压)的匹配关系。MA№蟠E等15J 无缝钢管，其屈服点为245MPa、抗拉强度为 研究了轴压作用下的管材液压胀形，分析了外压对 410MPa、材料断后伸长率为25％。管坯经三次缩径 液压胀形的影响；张庆等【6J推导了薄壁管极限胀形 后，总长度变为307．2