一种管材液压成形的快速预测方法技术

本发明专利技术涉及一种管材液压成形的快速预测方法，包括以下步骤：对管坯的外表面和模具的成形面分别划分网格根据预设管坯的轴向进给量对管坯网格的节点沿管坯的轴向作位移；依次将位移后的管坯网格的节点沿该节点的法向投影到模具的成形面上，以投影后的管坯网格作为初始解，通过有限元方法对管坯的最终构形进行求解；计算每个管件外表面网格的预估厚度，得到该管件外表面网格节点的实际厚度，并生成管件内表面网格，最终得到液压成形后的管件。该方法可以快速预测管材液压成形后的性能参数，从而可以进行工艺参数的不断调试与研究，节约生产成本和时间。

A rapid prediction method for tube hydroforming

The invention relates to a tube hydroforming fast prediction method, which comprises the following steps: forming on the outer surface of the tube and the mold surface respectively meshed according to axial feed preset tube nodes on the tube grid along the axial direction of tube displacement; in turn tube grid node after displacement along the node to projected onto the forming surface of the mold, the tube grid projection as the initial solution, through the finite element method of tube end configuration is solved; estimate the thickness calculation of each pipe outer surface of the grid, get the actual thickness of the pipe outer surface of the grid node, and generate the pipe inner surface the grid, finally get the hydroforming after. This method can rapidly predict the performance parameters of tube hydroforming, and thus can continuously debug and study the process parameters, thus saving production costs and time.

【技术实现步骤摘要】
一种管材液压成形的快速预测方法
本专利技术涉及一种管材液压成形的快速预测方法，属于管材成形

技术介绍
随着国民经济的不断发展，汽车、飞机等交通工具制造行业的竞争越来越激烈，管材液压成形由于其产品具有轻量化、一体化及高灵活性等优点，在生产过程中得到了快速的发展。管材液压成形原理如图1所示，首先把管坯2置入下模4，并将上模1和下模4闭合然后向管坯2内部充入液体介质，产生液压力P，最后由轴向冲头3进给，将管坯2的两端密封，同时通过施加轴向推力或位移在胀形过程中补料，内压和轴向进给相互配合使管坯产生变形，最终使管坯成形。此时，还必须对可分式模具施加约束压力FG，从而确保轴向进给力FR同步进行。在管材液压成形工艺中，管坯的材料和直径、模具的几何形状、液压力、轴向进给力和加载路径等参数都影响着管件的成形性能，只有各种参数匹配适当时，才能生产出良好的零件。为了保证成形后的管件符合设计要求，需要对成形后的管件进行性能测试，然后根据测试结果不断调整管坯的材料和直径、模具的几何形状、液压力、轴向进给力和加载路径等再对管坯进行液压成形，重复进行以上操作直到成形后的管件达标。因此在设计液压成形工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管材液压成形的快速预测方法，包括以下步骤：步骤一、对管坯的外表面和模具的成形面分别划分网格得到管坯网格和模具网格，根据预设管坯的轴向进给量对管坯网格的节点沿管坯的轴向作位移，其中管坯中点处的节点位移量为0，管坯中点至管坯端部网格节点的位移量呈线性分布；步骤二、依次将位移后的管坯网格的节点沿该节点的法向投影到模具的成形面上，并将投影后的投影点按投影前的连接顺序相连，从而得到投影后的管坯网格；步骤三、以投影后的管坯网格作为初始解，通过有限元方法对管坯的最终构形进行求解，过程如下：1)根据投影后的管坯网格、管坯的材料参数以及预设的管坯内液压力，得到管坯的每个网格节点的塑性应变和应力，从而计算得到...

【技术特征摘要】
1.一种管材液压成形的快速预测方法，包括以下步骤：步骤一、对管坯的外表面和模具的成形面分别划分网格得到管坯网格和模具网格，根据预设管坯的轴向进给量对管坯网格的节点沿管坯的轴向作位移，其中管坯中点处的节点位移量为0，管坯中点至管坯端部网格节点的位移量呈线性分布；步骤二、依次将位移后的管坯网格的节点沿该节点的法向投影到模具的成形面上，并将投影后的投影点按投影前的连接顺序相连，从而得到投影后的管坯网格；步骤三、以投影后的管坯网格作为初始解，通过有限元方法对管坯的最终构形进行求解，过程如下：1)根据投影后的管坯网格、管坯的材料参数以及预设的管坯内液压力，得到管坯的每个网格节点的塑性应变和应力，从而计算得到作用在每个网格节点上的内力和外力；2)根据每个管坯网格节点的外力以及管坯与模具之间的摩擦系数得到每个管坯网格节点的摩擦力；3)根据管坯所有节点内力、外力和摩擦力所做的功之和为零建立有限元平衡方程；4)通过牛顿-拉普森迭代法以预设的收敛准则求解有限元平衡方程对管坯上的网格节点进行修正，得到管件外表面网格；步骤四、假设管材液压变形前后每个网格单元的体积不变，根据每个管坯网格的厚度、管坯网格的面积以及每个管件外表面网格的面积，计算得到每个管件外表面网格的预估厚度；步骤五、将每个管件外表面网格节点相邻的所有管件外表面网格的预估厚度取均值得到该管件外表面网格节点的实际厚度；步骤六、将每个管件外表面网格节点沿其法线方向向管件内延伸该节点实际厚度的距离，即得到所有的管件内表面网格节点，按与管件外表面网格节点一一对应的连接顺序生成管件内...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍益东，周佳恺，王珉，陈文亮，秦雪娇，李国梁，丁咚，樊胜宝，王雯，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32