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薄壁管件液压成形过程力学特性与工艺研究
摘要：
薄壁管件是现代工业中广泛应用的一种管材，其液压成形工艺在管件制造中具有重要地位。为探究薄壁管件液压成形过程中力学特性和工艺问题，本文对近年来相关文献进行了分析，基于模拟与实验研究的方法，深入研究了薄壁管件液压成形过程的力学特性、成形机理、工艺参数对成形质量的影响等方面。研究结果表明，优化液压成形工艺参数和成形工具结构设计有利于提高薄壁管件成形精度和质量，为保证薄壁管件成形质量提出了建议和展望，对薄壁管件制造具有一定的参考价值。
关键词：薄壁管件；液压成形；力学特性；工艺参数；成形质量
Abstract:
Thin-walledpipefittingsarewidelyusedinmodernindustries,andhydraulicformingtechnologyhasanimportantpositioninpipefittingmanufacturing.Toexplorethemechanicalpropertiesandtechnologicalproblemsofthin-walledpipefittingsintheprocessofhydraulicforming,thispaperanalyzesrelatedliteraturesinrecentyears,andbasedonsimulationandexperimentalresearchmethods,deeplystudiesthemechanicalproperties,formingmechanisms,andtheimpactofprocessparametersonformingqualityintheprocessofhydraulicformingofthin-walledpipefittings.Theresearchresultsshowthatoptimizingthehydraulicformingprocessparametersandthedesignofformingtoolscanimprovetheaccuracyandqualityofthin-walledpipefittingforming.Suggestionsandprospectsareputforwardtoensuretheformingqualityofthin-walledpipefittings,whichhasacertainreferencevalueforthin-walledpipefittingmanufacturing.
Keywords:thin-walledpipefittings;hydraulicforming;mechanicalproperties;processparameters;formingquality
一、引言
随着现代工业的发展，薄壁管件作为一种轻质高强性能的管材，逐渐取代了传统的金属管材，广泛应用于石油化工、航空航天、汽车制造等领域。而薄壁管件的液压成形工艺在管件制造中具有重要地位。薄壁管件的液压成形是利用高压液体在成形模具内施加压力，把工件材料变成预定的形状和尺寸的过程。液压成形技术的灵活性、成形质量高和成形力矩小等特点，使其成为当今薄壁管件制造中常用的成形工艺之一。薄壁管件液压成形过程中的工艺参数、成形工具结构设计等因素直接影响管件制造的成形质量和成本。因此，对液压成形工艺的研究对于提高薄壁管件成形质量和降低成本具有重要意义。
二、薄壁管件液压成形过程力学特性分析
1.成形工艺分析
液压成形是将工件材料压制成预定形状和尺寸的工艺，其常用的工艺包括冷轧、热轧、挤压、拉伸、弯曲、扩张等。其中，弯曲和扩张是常用的薄壁管件液压成形工艺。弯曲成形的原理是通过沿管材周向施加较大的弯曲应力，使管材弯曲变形，并形成所需的角度和半径。而扩张成形则是通过工件缓慢向外扩展，使工件产生拉伸和剪切变形，进而形成所需的几何形状和尺寸。
2.力学分析
薄壁管件液压成形过程中，管子的应力与力矩分析是理解成形机理的前提。成形过程中的场成分分为径向成分和周向成分。在成形过程中，管子的应力、应变状态和变形方式都会发生变化。在工作介质的作用下，管材会在成形部位出现压缩力，同时在管壳的持续作用下，管壳内部的应力会逐渐累积。当压力超过材料的屈服极限时，就会发生塑性变形。
3.成形质量分析
影响薄壁管件成形质量的因素主要包括材料特性、液压成形参数、模具设计及配合及润滑管理等。其中，液压成形参数是影响成形精度和管子尺寸偏差的主要因素之一，液压成形压力是关键参数之一，其大小直接影响成形质量和成本。同时，弯角、弯曲半径，扩张程度等参数的设置也会对成形质量产生一定的影响。
三、液压成形工艺参数优化研究
1.模