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采用實驗和數(shù)值模擬研究5A02鋁合金薄壁管材充液壓彎成形過程中內(nèi)壓對缺陷的影響規(guī)律,分析內(nèi)壓對彎曲內(nèi)側(cè)起皺、截面畸變及壁厚分布的影響,獲得壁厚變化規(guī)律;通過數(shù)值模擬給出的應(yīng)力狀態(tài),揭示缺陷形成機(jī)制。結(jié)果表明:提高內(nèi)壓能降低軸向壓應(yīng)力的絕對值,減小失穩(wěn)起皺趨勢,當(dāng)內(nèi)壓超過一個臨界值時,皺紋完全消除。對于直徑為63 mm、壁厚為1 mm的5A02-O鋁合金管材,其內(nèi)壓臨界值為2.8 MPa。充液有效地減小截面畸變程度,隨內(nèi)壓的增大,截面畸變程度逐漸減小。彎曲后,壁厚最大減薄點位于彎曲外側(cè)點,且隨內(nèi)壓的增大,軸向和環(huán)向拉應(yīng)力均呈增大趨勢,彎曲外側(cè)壁厚度減薄的趨勢也增大。
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基于薄壁管直角圓角模軸壓內(nèi)翻過程中各處應(yīng)力及最終壁厚與管材特性、管坯尺寸、卷曲半徑及摩擦條件之間的關(guān)系,推出了判別任一鋁合金雙層管件可否由特定尺寸圓管穩(wěn)定內(nèi)翻成形而不出現(xiàn)管壁干涉與塑性失穩(wěn)問題的解析判別式,指出了確定薄壁管圓角模內(nèi)翻卷曲半徑或模具圓角半徑極限值的方法。分析表明,選用包辛格效應(yīng)較弱的管材且設(shè)法減小管與圓角模之間的摩擦系數(shù)有助于提高管件內(nèi)翻成形性并增大卷曲半徑的可用范圍。在將所得判別式應(yīng)用于兩種鋁合金管內(nèi)翻情況下的分析之后得出的結(jié)論與相關(guān)文獻(xiàn)中已有的實驗結(jié)果吻合良好。
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