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高强钢22MnB5扭力梁热成形热力耦合数值模拟

张伟玮 , 韩聪 , 苑世剑

材料科学与工艺

为了探究高强钢管22MnB5热气胀成形V型截面扭力梁的工艺,采用热力耦合数值模拟的方法研究了高温成形时扭力梁温度场、应力场、应变场、壁厚分布规律以及成形精度.研究发现:成形结束时,由于温度场分布的差异,各个区域材料流变性能不同,因此,最大主应力位于温度场较低区域,最大主应变位于温度场较高且膨胀量较大区域;随着试件初始温度的提高,成形后试件最低温度和最大减薄率均增大,成形精度提高;随着摩擦系数的增大,成形后试件最大减薄率增大.研究表明:当初始试件温度为850℃、摩擦系数为0.1、整形气压20 MPa时,成形后得到成形精度较高,最大减薄率为14%的试件,且成形后最低温度为499℃,高于马氏体开始转变温度.

关键词: 热力耦合 , 高强钢 , 间接热成形 , 预成形 , 初始温度 , 成形精度

预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响分析

韩聪 , 张伟玮 , 苑世剑 , 赵福全 , 丁勇 , 曹伟

材料科学与工艺

针对复杂截面扭力梁内高压成形容易出现咬边和开裂的问题,以轿车V型扭力梁为例,采用数值模拟和试验方法,分析了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,重点研究了压下量(Y)和侧向宽度(B)对预制坯形状和内高压成形的影响.结果表明,当Y、B分别为0.83D(D为管材直径)、0.73D和0.78D、0.78D时,得到的预制坯形状在合模时出现咬边缺陷;当Y、B分别为0.73D、0.73D和0.78D、0.68D时,得到的预制坯形状能够顺利完成合模过程,但在内高压成形时出现了开裂缺陷;当Y、B为0.78D、0.73D时,得到的预制坯能顺利成形出合格的内高压成形零件.由此可知,预制坯形状是决定复杂截面扭力梁内高压能否顺利成形的重要因素,通过控制截面的高宽尺寸和形状,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生.

关键词: 内高压成形 , 液压成形 , 扭力梁 , 预成形

非对称管件内高压成形过程研究

谢文才

材料科学与工艺

为了改善两端不对称形状管件内高压成形后的壁厚均匀性,提高管件内高压成形极限,采用Dynaform有限元模拟软件并结合实验,研究了补料压力、轴向补料量对管件成形过程中起皱和破裂的影响.结果表明:当补料压力低于32 MPa时,失效形式为死皱;当补料压力高于42 MPa时,失效形式为破裂,适宜的补料压力区间为34 ~42 NPa;当左右补料量分别为42和22 mm,整形压力126 MPa时,可得到合格非对称瓶形管件,管件最大膨胀量为70.75%,壁厚最大减薄率为27.12%.通过控制管材在内压和轴向力的作用下发生合理的预成形,包括管材两端的合理补料量以及合理的起皱形状和数量,可在最终的内高压成形中实现更好的壁厚均匀性,提高成形极限.

关键词: 内高压成形 , 预成形 , 加载路径 , 成形极限 , 起皱

840车轮预成形过程的有限元分析

沈晓辉 , 安涛 , 闫军 , 章静 , 李翔 , 张磊

钢铁研究学报

利用MSC/SuperForm商用有限元软件对840车轮预成形过程进行了模拟分析,得出840车轮预成形过程的等效应变分布及金属流动轨迹.此外,研究了摩擦因子对840车轮预成形充满度的影响,认为摩擦因子取0.3时,车轮的轮毂和轮辋部分充满良好.

关键词: 车轮 , 预成形 , 有限元模拟

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