金屬薄壁管沖擊液壓脹形技術(shù)

劉建偉，男，1978年生，博士，高級實驗師，碩士生導師，桂林電子科技大學教學實踐部教師。主要研究方向為液壓成形技術(shù)、塑性加工工藝及特種加工技術(shù)。

第1章緒論

1.1液壓脹形技術(shù)

1.2金屬薄壁管液壓脹形技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.2.1成形方式研究現(xiàn)狀

1.2.2塑性本構(gòu)關(guān)系研究現(xiàn)狀

1.2.3成形極限研究現(xiàn)狀

1.3沖擊液壓脹形技術(shù)的引出

第2章金屬薄壁管沖擊液壓脹形基礎(chǔ)

2.1引言

2.2金屬薄壁管沖擊液壓脹形原理

2.3沖擊液壓脹形內(nèi)壓形成機理

2.3.1體積改變量

2.3.2液體內(nèi)壓

2.3.3不同模具型腔下的內(nèi)壓分析

2.4金屬薄壁管不同狀態(tài)下的受力分析

2.4.1密封與預緊

2.4.2合模啟動

2.4.3合模沖壓

2.4.4整形填充

2.5本章小結(jié)

第3章基于數(shù)字散斑相關(guān)法的管件塑性本構(gòu)關(guān)系構(gòu)建

3.1引言

3.2數(shù)字散斑相關(guān)法

3.3塑性本構(gòu)關(guān)系理論分析

3.3.1本構(gòu)關(guān)系模型選定

3.3.2等效應(yīng)力

3.3.3等效應(yīng)變

3.4塑性本構(gòu)關(guān)系試驗系統(tǒng)

3.4.1管材脹形裝置

3.4.2脹形參數(shù)采集裝置

3.5試驗流程

3.5.1試驗準備

3.5.2試驗過程

3.5.3后處理

3.6塑性本構(gòu)關(guān)系驗證

3.6.1DYNAFORM簡介

3.6.2金屬薄壁管成形數(shù)值模型的建立

3.6.3模擬結(jié)果及分析

3.7本章小結(jié)

第4章金屬薄壁管沖擊液壓脹形數(shù)值模擬研究

4.1引言

4.2沖擊液壓脹形數(shù)值模擬分析

4.3基于ANSYSWORKBENCH的數(shù)值模擬分析

4.3.1ANSYSWORKBENCH簡介

4.3.2ANSYSWORKBENCH數(shù)值模擬

4.3.3模擬結(jié)果分析

4.4基于DYNAFORM的數(shù)值模擬分析

4.4.1DYNAFORM數(shù)值模擬

4.4.2模擬結(jié)果分析

4.5本章小結(jié)

第5章金屬薄壁管沖擊液壓脹形試驗研究

5.1引言

5.2沖擊液壓脹形裝置

5.2.1裝置功能分析

5.2.2裝置整體結(jié)構(gòu)

5.3金屬薄壁管沖擊液壓脹形試驗

5.3.1試驗管材

5.3.2試驗方案

5.3.3試驗過程

5.4試驗結(jié)果與討論

5.4.1不同沖擊速度對管材脹形高度的影響

5.4.2不同沖擊速度對管材填充半徑的影響

5.4.3不同沖擊速度對管材壁厚分布的影響

5.5本章小結(jié)

第6章總結(jié) 2100433B

本書是關(guān)于金屬薄壁管沖擊液壓脹形技術(shù)研究的專著，以金屬薄壁管塑性成形為研究對象，采用理論分析、試驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，系統(tǒng)揭示管坯在沖擊液壓載荷作用下的成形機理與變形規(guī)律。全書共分6章，主要內(nèi)容包括金屬薄壁管液壓脹形基礎(chǔ)、沖擊液壓脹形技術(shù)機理、沖擊液壓脹形管件塑性本構(gòu)關(guān)系構(gòu)建、沖擊液壓脹形數(shù)值模擬及試驗方法研究等。本書內(nèi)容力求精練，講求實用，圖文并茂，深入淺出。既注重理論深度，又有豐富的試驗與仿真實例。本書可以作為高等院校機械制造、材料加工工程等專業(yè)本科生、研究生研究與教學用書，對從事金屬塑性成形的專業(yè)技術(shù)人員也有一定的參考價值。

本書是講解脈動液壓脹形技術(shù)的成形機理及變形規(guī)律的專業(yè)著作。重點闡述不銹鋼管材在脈動液壓成形時的塑性硬化規(guī)律、動態(tài)摩擦特性、組織結(jié)構(gòu)演變、起皺規(guī)律等，以及AZ31B鎂合金板在脈動液壓加載方式下的成形規(guī)律。

主要內(nèi)容包括脈動液壓脹形技術(shù)概況、脈動液壓脹形試驗系統(tǒng)、管材脈動液壓脹形的變形規(guī)律、管材脈動液壓脹形時的成形極限圖、管材脈動液壓脹形時的動態(tài)摩擦特性、管材脈動液壓脹形的皺紋類型判別、脈動液壓加載時管材軸壓脹形的起皺規(guī)律、管材脈動液壓脹形時的塑性硬化規(guī)律、脈動液壓加載下管材的徑壓脹形，以及鎂合金板材脈動液壓脹形的變形規(guī)律等。

本書可為從事先進制造技術(shù)、精密塑性成形、材料加工工程及其相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員提供幫助，也可供以上專業(yè)的研究生學習參考。

第1章緒論001

1.1液壓脹形技術(shù)001

1.1.1管材液壓脹形技術(shù)001

1.1.2板材液壓脹形技術(shù)003

1.1.3殼體液壓脹形技術(shù)004

1.2管材脈動液壓脹形技術(shù)005

1.2.1研究現(xiàn)狀006

1.2.2科學問題009

1.3鎂合金板液壓脹形技術(shù)011

第2章脈動液壓脹形試驗系統(tǒng)014

2.1概述014

2.2脈動液壓加載曲線014

2.3液壓及脈動產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.3.1液壓產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.3.2脈動產(chǎn)生系統(tǒng)016

2.4液壓脹形試驗裝置018

2.4.1管材自然脹形018

2.4.2管材軸壓脹形019

2.4.3管材徑壓脹形021

2.4.4板材液壓脹形022

2.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)024

2.5.1力和位移檢測024

2.5.2變形數(shù)據(jù)采集024

第3章管材脈動液壓脹形的變形規(guī)律028

3.1概述028

3.2軸向壁厚分布及最大減薄率028

3.2.1軸向壁厚分布029

3.2.2最大減薄率031

3.3軸向輪廓形狀及最大脹形高度032

3.4應(yīng)變變化規(guī)律034

第4章管材脈動液壓脹形時的成形極限圖036

4.1概述036

4.2管材成形極限圖的研究現(xiàn)狀036

4.3管材液壓脹形成形極限試驗研究038

4.3.1試驗管材038

4.3.2應(yīng)變狀態(tài)的產(chǎn)生038

4.3.3液壓脹形試驗過程039

4.4脈動液壓對成形極限圖的影響040

第5章管材脈動液壓脹形時的動態(tài)摩擦特性045

5.1概述045

5.2摩擦系數(shù)測量方法的研究現(xiàn)狀045

5.3接觸壓強和摩擦系數(shù)的測量原理及方法046

5.3.1接觸壓強與液體壓強的關(guān)系式046

5.3.2導向區(qū)摩擦系數(shù)的測量方法047

5.3.3導向區(qū)摩擦系數(shù)的分析思路048

5.4接觸壓強及摩擦測量試驗系統(tǒng)及試驗過程048

5.4.1測量試驗系統(tǒng)048

5.4.2測量試驗過程051

5.5脈動液壓對接觸壓強及摩擦系數(shù)的影響052

5.5.1接觸壓強與液體壓強的關(guān)系052

5.5.2脈動液壓對摩擦系數(shù)的影響054

第6章管材脈動液壓脹形的皺紋類型判別058

6.1概述058

6.2管材液壓成形中起皺的研究現(xiàn)狀058

6.3管材液壓脹形時皺紋類型的判別059

6.3.1幾何判別式059

6.3.2力學判別式062

6.4管材軸壓脹形試驗研究064

6.4.1試驗條件064

6.4.2試驗過程065

6.5皺紋類型預測結(jié)果討論與分析065

6.5.1試件的壁厚分析065

6.5.2皺紋類型判據(jù)的驗證066

6.5.3皺紋類型預測方法對比067

第7章脈動液壓加載時管材軸壓脹形的起皺規(guī)律069

7.1概述069

7.2皺紋的演變過程069

7.3起皺程度的評估071

7.4脈動液壓對起皺的影響072

7.4.1脈動振幅的影響072

7.4.2脈動頻率的影響073

7.5管材軸壓脹形時皺紋的控制與利用074

7.5.1皺紋類型路徑分布圖的創(chuàng)建074

7.5.2起皺程度與成形參數(shù)的關(guān)系075

第8章管材脈動液壓脹形時的塑性硬化規(guī)律079

8.1概述079

8.2管材塑性硬化規(guī)律的研究現(xiàn)狀079

8.3管材的等效應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的構(gòu)建思路080

8.4管材液壓脹形時應(yīng)力和應(yīng)變方程式082

8.4.1軸向輪廓子午向和環(huán)向應(yīng)力082

8.4.2軸向輪廓形狀曲線084

8.4.3等效應(yīng)變及等效應(yīng)力085

8.5管材自然脹形試驗研究086

8.5.1試驗系統(tǒng)086

8.5.2試驗條件086

8.6管材的等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析087

8.6.1等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線的對比087

8.6.2脈動液壓的影響分析090

第9章脈動液壓加載下管材的徑壓脹形093

9.1概述093

9.2管材徑壓脹形的研究現(xiàn)狀093

9.3管材徑壓脹形的試驗研究094

9.4管材徑壓脹形的變形規(guī)律095

9.4.1兩種液壓加載方式下的成形性對比095

9.4.2脈動液壓對成形性的影響096

9.5液壓加載方式對微觀組織的影響098

9.5.1金相檢測試驗098

9.5.2微觀組織的對比098

9.5.3脈動液壓的影響100

9.6管材成形性提高的微觀機理101

第10章鎂合金板材脈動液壓脹形的變形規(guī)律104

10.1概述104

10.2鎂合金板材液壓脹形的研究現(xiàn)狀104

10.3鎂合金板材脈動液壓脹形試驗方法105

10.3.1試驗條件105

10.3.2試驗過程106

10.3.3尺寸測量106

10.4鎂合金板材液壓脹形的模擬方法108

10.5兩種液壓加載方式下的成形性對比109

10.5.1最大脹形高度110

10.5.2試件壁厚分布111

10.6脈動液壓參數(shù)對鎂合金板材成形性的影響113

10.6.1對最大脹形高度的影響113

10.6.2對最小壁厚的影響114

10.7鎂合金板材脈動液壓脹形的破裂形態(tài)116

10.7.1線性液壓加載時的破裂狀態(tài)116

10.7.2脈動液壓加載時的破裂狀態(tài)117

第11章研究結(jié)論與技術(shù)展望121

11.1研究結(jié)論121

11.1.1管材脈動液壓脹形的研究121

11.1.2鎂合金板材脈動液壓脹形的研究125

11.2技術(shù)展望125

附錄符號表127

參考文獻132 2100433B

1、本書是講解脈動液壓脹形技術(shù)的成形機理及變形規(guī)律的專業(yè)著作。

2、重點闡述了不銹鋼管材在脈動液壓成形時的塑性硬化規(guī)律、動態(tài)摩擦特性、組織結(jié)構(gòu)演變、起皺規(guī)律等。

3、著重闡述了AZ31B鎂合金板在脈動液壓加載方式下的成形規(guī)律。