【正文】 在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝參考文獻(xiàn)[1] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[2] [D].南昌:南昌大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009 [3] 陽意慧,劉強(qiáng),阮鋒,[J].新技術(shù)新工藝,2006,4:41[4] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[5] Muammer Koc,Taylan overall review of the tube hydroforming(THF)technology[J]. Journal of Processing Technology,2001,108:384393[6] [D].秦皇島:燕山大學(xué),2002[7] , and Numerical simulation of tube hydr oforming(THE)[J]. Journal of Materials ProcessingTechnology,2005,164165:11401147[8] , and Numerical investigation offreebulge forming during hydroforming of aluminum extrusions[J]. Joumal of Materials Processing Technology ,2004,147:247254 [9] M. Ahmed, M. S. J. Hashmi. Finiteelement analysis of bulge forming applying pressure and inplane pressive load .Journal of Materials Processing Technology,1998,77:95102[10] , of process and material properties on deformation process in tube hydroforming[J].Joumal of Materials Processing Technology 2002,123:285,291[11] , of loadcurves for hydroforming applications[J]. Journal of Materials Processing Technology 2000,108:97105[12] , sensitivity analysis and optimization of the hydroforming process[J].Journal of Materials Processing Technology 2001,113:666672[13] , of loading conditions for tube hydroforming[J]．Joumal of Materials Processing Technology 2003,140:520524[14] ,， tube hydroforming using process simulation and experimental verification[J].Journal of Materials Processing Technology 2004,146:137143[15] ,G. subhash， path optimization of tube hydroforming process[J].International Journal of Machine Toolsamp。同時(shí)，本篇論文的寫作業(yè)得到了劉德佳、趙國際、朱熹等師兄的熱情幫助。這幾個(gè)月來，羅老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以悉心的指導(dǎo)，同時(shí)在思想上給我以啟迪和關(guān)懷，這對我以后的學(xué)習(xí)和工作都是有幫助的。 致謝這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)我得到了許多人的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師羅鍵教授對我的關(guān)心和支持尤為重要。這是由于應(yīng)變速率不同造成的。(4) 起始脹形壓力的增加速率對不銹鋼板的脹形有顯著影響。(2) 通過調(diào)整蛇形流道的分布尺寸，較好地解決了脹形高度分布不均的問題，通過分析，認(rèn)為其分布不均是由于板各部分的局部剛度不相同造成的。(2)通過模擬結(jié)果與實(shí)際制件的對比，得出模擬與實(shí)驗(yàn)比較匹配，模擬結(jié)果可用于指導(dǎo)實(shí)際加工。本文的模擬結(jié)果對蜂窩狀不銹鋼蒸發(fā)板的脹形加工具有一定的指導(dǎo)作用。其外型與模擬的結(jié)果相似。圖的左側(cè)為數(shù)值模擬結(jié)果，右側(cè)為實(shí)際制件。在焊接、脹形過程中應(yīng)采取必要的應(yīng)對措施。 蒸發(fā)板成形極限圖由模型可判斷，各焊點(diǎn)為應(yīng)力集中點(diǎn)，應(yīng)力應(yīng)變情況復(fù)雜。大多數(shù)區(qū)域變形不太充分，如圖的銀白色區(qū)域。 成形規(guī)律 。 脹形模擬板厚分布焊點(diǎn)及其附近是厚度變化最劇烈的區(qū)域，如圖中的綠色與紅色部分，板最薄點(diǎn)即在這一區(qū)域，減薄率為16%。 厚度分布規(guī)律 。 蜂窩狀蒸發(fā)板有限元模型 脹形加載曲線，曲線為階躍形曲線，X軸表時(shí)間(s)，Y軸表壓力(MPa)。各部分定義完成后，刪除多余的面，并進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。造型完成后，將其另存為IGES格式，然后調(diào)入DYNAFORM軟件中。壓邊圈的寬度為5mm，焊點(diǎn)的直徑為5mm，相鄰焊點(diǎn)的距離為20mm，邊緣的焊點(diǎn)與壓邊的距離為10mm。則可用蛇形流道蒸發(fā)板模擬簡化的方法，只對一塊板進(jìn)行成形模擬，并用壓邊圈加拉延筋來代替焊點(diǎn)的作用。 4 蜂窩狀不銹鋼蒸發(fā)板脹形模擬蜂窩狀不銹鋼板是用兩塊不銹鋼板經(jīng)激光焊接脹形而成。壓力增加速率越大，在相同的最大壓力情況下，脹形高度越大。(3)在每條焊道的末端，不銹鋼板成形的應(yīng)力應(yīng)變分布非常復(fù)雜，此處最易出現(xiàn)成形缺陷。 模擬與實(shí)驗(yàn)對比 實(shí)際制件 本章小結(jié)利用有限元軟件對不銹鋼蒸發(fā)板的脹形加工工程進(jìn)行了模擬，得到如下結(jié)論：(1)調(diào)整焊道尺寸a=32mm時(shí)，脹形高度的分布較為均勻。從外形看，與模擬的結(jié)果也是比較接近的。圖左側(cè)為蒸發(fā)板的模擬成形結(jié)果，右側(cè)為實(shí)際成形制件。壓力增加速率越大，應(yīng)變速率越大，從而在相同最大壓力情況下，變形越大。壓力增加速率越大，變形越快，脹形高度越高。路徑1的壓力變化為階躍式變化，變化最為劇烈；路徑2和路徑3的壓力為線性變化，其中路徑2的壓力增加速率比路徑3大。路徑1的脹形高度變化最快，路徑2次之，路徑3的脹形高度變化最緩慢。，蒸發(fā)板脹形高度隨時(shí)間的變化曲線。X軸表時(shí)間(s)，Y軸表壓力(MPa)。(a)應(yīng)力矢量圖(b)應(yīng)變矢量圖 不銹鋼板蒸發(fā)板脹形的應(yīng)力應(yīng)變壓力從0開始增加，研究不同壓力增大速率情況下蒸發(fā)板脹形情況。由圖可知不銹鋼板大多數(shù)區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變分布均勻平穩(wěn)，但在焊道末端處，不銹鋼板的應(yīng)力應(yīng)變相當(dāng)復(fù)雜，這一區(qū)域在脹形過程中容易產(chǎn)生缺陷，是蒸發(fā)板脹形過程中的薄弱環(huán)節(jié)。 P=1MPa時(shí)的厚度分布 P=2MPa時(shí)的厚度分布 P=3MPa時(shí)的厚度分布由模型可判斷，各條焊道的末端為變形過程中的應(yīng)力集中點(diǎn)，受力情況復(fù)雜。變形太大可能使得板在此處出現(xiàn)微裂紋等缺陷，使得蒸發(fā)器的耐腐蝕性降低，這樣的蒸發(fā)器可能會(huì)發(fā)生泄漏，后果嚴(yán)重。從模擬結(jié)果可知，各條焊道的末端，在脹形時(shí)，變薄最為厲害。脹形壓力為3MPa時(shí)，最小的板厚也出現(xiàn)在各焊道的末端，減薄率為42%，變薄嚴(yán)重，對蒸發(fā)器的性能有不利影響。板脹形的凸起部分的厚度變化也非常之小，幾乎沒有變化。板厚減薄主要集中在各焊道處，其中各條焊道的末端為減薄最劇烈的地方。板的厚度變化較小，減薄率約為7%。在脹形壓力分別為1MPa、2MPa、3MPa時(shí)，蒸發(fā)板脹形后的板厚度分布是不同的。 P=1MPa時(shí)的成形極限圖 P=2MPa時(shí)的成形極限圖 P=3MPa時(shí)的成形極限圖 蒸發(fā)板的厚度分布對蒸發(fā)器的性能有很大影響。P=3MPa時(shí)，板料變形較充分，板料邊緣有輕微起皺，每條焊道的末端有破裂的趨勢，不滿足蒸發(fā)板的技術(shù)要求。去除壓力后回彈現(xiàn)象必定較為突出。P=1MPa時(shí)，沒有起皺，破裂等缺陷。本節(jié)通過比較在不同壓力條件下，蒸發(fā)板的脹形高度、厚度分布、應(yīng)力應(yīng)變分布，從而確定合理的脹形壓力。這些不同對蒸發(fā)板的工作性能影響較大。脹形壓力過大會(huì)出現(xiàn)破裂，板料厚度過分減薄等不利后果；脹形壓力過小板變形不從分，對蒸發(fā)板的功能也有影響。實(shí)際的不銹鋼蒸發(fā)板脹形加工過程中，可以通過調(diào)節(jié)焊道的分布，使對應(yīng)的a=32mm左右，這樣就比較合理控制了脹形高度的均勻分布。模擬中，采用調(diào)解a的值來調(diào)節(jié)板各部分的剛度，使其基本一致。如圖所示，當(dāng)a=30mm時(shí)，流道轉(zhuǎn)折處的剛度比其部位的剛度大，在相同的載荷作用下，變形就小。蒸發(fā)板流道轉(zhuǎn)折出的脹形高度不其他部分高，脹形不均勻。蒸發(fā)板各部分的脹形較均勻。蒸發(fā)板流道轉(zhuǎn)折處的脹形高度比其他區(qū)域小，脹形不均勻。模擬中，設(shè)定脹形壓力為2MPa，加載路徑相同，然后改變a的值得到不同結(jié)果。為模型中的壓邊圈，當(dāng)改變圖中a的值時(shí)，在同樣的脹形壓力條件下，脹形高度的分布情況是不同的。 焊道結(jié)構(gòu)對脹形結(jié)果的影響本文采用壓邊圈來焊接的作用。網(wǎng)格劃分時(shí)要注意，若單元?jiǎng)澐值锰?xì)計(jì)算量大，但劃分得過大計(jì)算的精確度得不到保證。用DYNAFORM的前處理工具直接建立板坯模型。造型完成后，將其另存為IGES格式，然后調(diào)入DYNAFORM軟件中。相鄰焊道間的距離為40mm?？紤]到焊道模擬的復(fù)雜性，本文采用上下壓邊圈壓住板料，然后加載變形，來代替實(shí)際模型。 材料參數(shù)及蛇形流道蒸發(fā)板有限元模型的建立蒸發(fā)板是由兩塊不銹鋼板用電阻焊疊焊脹形而成。本文用etapost后處理軟件讀入分析結(jié)果數(shù)據(jù)文件進(jìn)行后處理分析。對于高速成形過程，應(yīng)采用動(dòng)力算法求解，一邊考慮慣性效應(yīng)的影響。不同類別的成形過程應(yīng)采用不同的求解算法。(5) 有限元分析計(jì)算。成形參數(shù)主要有模具、板料和壓邊圈之間的相對位置、動(dòng)模運(yùn)動(dòng)曲線、壓邊圈運(yùn)動(dòng)曲線、力曲線和材料性能參數(shù)等。此種模型將拉延筋復(fù)雜的幾何模型抽象為能承受一定約束力附著在模具表面的拉延線。(3) 定義拉延筋。一般來講，在彎曲變形較大的部位網(wǎng)格劃分的密一些。網(wǎng)格過大精度難以保證，網(wǎng)格過小計(jì)算量大。(2) 網(wǎng)格劃分。也可以用UG、Pro/E、AUTOCAD、CATIA等三維建模軟件完成后，再導(dǎo)入模擬軟件中，或采用圖形數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)IGES文件導(dǎo)入幾何模型。結(jié)合不銹鋼蒸發(fā)板的特點(diǎn)，其模擬的一般過程為： 基于DYNAFORM的一般分析步驟(1) 建立模擬成形的幾何模型。(4) 相鄰單元相互角度的改變位置 當(dāng)坯料單元間的角度大于設(shè)定值時(shí)對網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)分。(2) 接觸 當(dāng)模具表面的細(xì)小的面片透入大的單元時(shí)，需要細(xì)分單元來正確描述板坯上接觸曲面的形狀。 自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)分對于板料