多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法技术

一种多腔类复杂构件多向加载成形合理加载路径的快速确定方法，通过确定主管凸模不同加载位移下转移到支管型腔的坯料体积V、主管凸模开始加载的位移x0和支管凸模加载位移y0，从而确定主管凸模初始加载位移x0的范围，最终确定了多腔类构件多向加载的合理的加载路径。本发明专利技术能够准确、快速确定多腔类零件多向加载成形合理的加载路径，节约时间和试验成本。所提出的加载路径能够改善材料流动和不均匀变形，有效的避免成形过程中的空腔、折叠等缺陷，降低成形载荷，提高构件的成形质量。

Method for determining loading path of multi cavity component under multidirectional loading

Quick determination method of multi cavity component with complex multidirectional loading forming reasonable loading path, by determining the punch displacement under different loading charge transfer to the branch pipe cavity of the billet volume V, punch head start loading displacement x0 and branch punch displacement Y0, so as to determine the scope of the main Guan Tumo initial load displacement of x0. Ultimately determine the component load of multi cavity reasonable loading path. The invention can accurately and rapidly determine the reasonable loading path of multi cavity parts in multidirectional loading and forming, thereby saving time and testing cost. The proposed loading path can improve the material flow and uneven deformation, effectively avoid the cavity, fold and other defects in the forming process, reduce the forming load and improve the forming quality of the component.

【技术实现步骤摘要】
多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法
本专利技术涉及金属塑性成形的
，具体涉及一种快速确定多腔类构件多向加载成形合理加载路径的方法。
技术介绍
多个方向带有枝桠和空腔的高性能复杂构件广泛应用于航空航天、核电、石油化工等领域。为了满足恶劣的服役环境、保证装备的性能和可靠性，从而对该多腔类构件的成形质量和精度提出了更高的要求。多向主动加载成形，通过在坯料的轴向和径(侧)向同时或顺序施加载荷，可一次整体成形出不同方向带有枝芽和空腔类结构的复杂零件，为高性能多腔类构件的近净成形制造提供了有效途径。然而多腔类构件多向加载成形过程是一个多参数、多场耦合、多模具协调加载、时空动态约束下的高度非线性过程，材料将发生极其复杂的不均匀塑性变形及由此引发宏微观缺陷等。一方面多腔类构件几何结构复杂，具有多向深腔或枝杈；从相对简单的初始坯料，材料需经过复杂的变形、流动和体积转移才可能获得最终的形状。另一方面，材料的流动和型腔的充填对加载方式、路径(即各模具加载运动的次序、加载速度与时间的关系)和条件敏感。而对于给定的多腔类构件，当初始坯料给定时，加载路径通过改变坯料体积的分配和动态约束而很大程度上影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：计算主管凸模不同加载位移下转移到支管型腔内的坯料体积V；根据成形的多腔类构件及原始坯料的尺寸，计算成形过程中转移到支管型腔内的坯料体积V；在整个成形过程中，主管凸模不同加载位移下由主管型腔转移到支管型腔内的坯料体积为V，主管凸模的加载位移为X，且加载的最大位移为Sm，满足：Sm＝(S0‑Lm)/2‑t公式中，S0为原始坯料长度；Lm为两个支管中心的水平间距；主管凸模加载到X＝x1时，主管型腔的坯料开始与主管凸模的法兰接触，则：

【技术特征摘要】
1.一种多腔类构件多向加载成形加载路径的确定方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：计算主管凸模不同加载位移下转移到支管型腔内的坯料体积V；根据成形的多腔类构件及原始坯料的尺寸，计算成形过程中转移到支管型腔内的坯料体积V；在整个成形过程中，主管凸模不同加载位移下由主管型腔转移到支管型腔内的坯料体积为V，主管凸模的加载位移为X，且加载的最大位移为Sm，满足：Sm＝(S0-Lm)/2-t公式中，S0为原始坯料长度；Lm为两个支管中心的水平间距；主管凸模加载到X＝x1时，主管型腔的坯料开始与主管凸模的法兰接触，则：其中，0≤X≤Sm，0≤△L≤L0-x1公式中：d0为主管内径；D0为主管外径；L为多腔类构件整体长度；X为主管凸模的加载位移；x1为主管凸模的大直径端端面与主管型腔的坯料初始接触时，该主管凸模的位移；L0为主管型腔的深度；Sm为加载的最大位移；步骤2：初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围所述初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围根据不同的管径比确定：Ⅰ、对于主管内外径比d0/D0≈0.5～0.65的多腔类构件，所确定的主管凸模初始加载位移x0为：Ⅱ、对于主管内外径比d0/D0≈0.65～0.8的多腔类构件，所确定的主管凸模初始加载位移x0为：综上，初步确定主管凸模初始加载位移x0的范围为：步骤3：计算支管凸模加载位移y0当主管凸模加载位移为x0时，支管凸模开始接触坯料进行加载；成形完成后，支管凸模总的加载的位移为y0，由体积不变可得：步骤4：确定最终主管凸模初始加载位移x0的范围主管和支管凸模还需满足位移关系，以保证成形末期支管凸模单独加载：Sm-x0≤y0(7)将式(6)代入式(7)，得：整理，得：

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志超，曹婧，吴慧丽，印志坤，张斌，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61