基于DYNAFORM的液压胀管工艺分析

基于DYNAFORM的液压胀管工艺分析

摘要为了保证圆管液压胀形后的圆度，利用DYNAFORM板料成形数值模拟软件对一种圆管的液压胀管工艺进行模拟，获得模拟优化后的内压力值和推头推力值条件下圆管的回弹情况，并分析了不同液压力和胀管半径对圆管回弹情况的影响。

关键词液压胀管；DYNAFORM；液压力；胀管半径；回弹

0 引言

液压胀管工艺是液体受压时，体积不变而压力向各方向均匀传递，使管件在最有利的情况下沿模具变形，达到成形的目的[1]。成形零件具有轻量化、更好的整体性能和高精度等优点，目前广泛应用于汽车零部件和结构件生产，以满足汽车结构轻量化的要求。对于液压胀管，其圆度是加工质量的一个重要参数，要保证圆度，要使管体材料在胀形后进入塑性变形区以减少回弹，提高成形精度，影响回弹的参数主要有液压力、胀管半径和两侧推头推力。

本文利用DYNAFORM软件通过对一种圆管进行液压胀形工艺分析，得到不同参数下胀管的回弹情况，获得较优的工艺参数以保证胀形之后圆管的圆度。此圆管制件如下图1所示，图左侧为原件（料厚1.5mm），采用分半成形然后焊接而成，性能和圆度不及整体成形，采用胀形工艺可提高其整体性能和圆度，图右侧为胀形之后的形状，再进行切割得到所需管件。

1 DYNAFORM软件简介

DYNAFORM软件是板料成形数值模拟的专用软件。其基于有限元方法建立，被用于模拟钣金成形工艺。DYNAFORM软件的求解器采用业界著名、功能最强的LS-DYNA，是动态非线性显示分析技术的创始和领导者，解决最复杂的金属成形问题[2]。

2 有限元模型的建立

此圆管制件材料为不锈钢ss304，是应用最为广泛的一种奥氏体不锈钢，它具有优良的耐蚀性和耐热性，优良的低温强度和力学性能，而且由于成分是奥氏体组织，无热处理硬化现象[3]。材料性能参数如下表1所示，应力应变曲线如下图2所示：

在应用DYNAFORM软件分析板料成形过程时主要包括三个基本部分，即建立有限元模型、求解和分析计算结果。模型可以直接在DYNAFORM的前处理器中建立，也可利用UG、CATIA、SolidWorks等CAD软件建立模型数据后导入到DYNAFORM软件中。