苑文婧，刘晓航，田浩彬(上海第二工业大学机电工程学院，上海 201209)

双锥形管液压成形过程中破裂和起皱的力学条件

苑文婧，刘晓航，田浩彬
(上海第二工业大学机电工程学院，上海 201209)

针对双锥形管液压成形过程，分析了破裂和皱纹产生的几何及力学原因，并用数值模拟和工艺实验进行了验证。研究结果表明，有益皱纹需要同时满足几何条件和力学条件。几何条件是补料结束时形成的局部皱纹表面积略小于零件相应的表面积。力学条件是皱纹形状参数G不小于中间皱峰半径R，皱峰在后续高压整形过程中壁厚无减薄。当几何条件不满足时，即坯料任一段表面积大于零件相应表面积会起皱，过小会破裂；当力学条件不满足时，整形过程中中间皱峰发生开裂。

液压成形；破裂；皱纹；管件

0 引言

在管材液压成形过程中，如果轴向位移过大，就会引起起皱现象。通常认为起皱是一种缺陷，需要在成形过程中控制工艺参数避免其发生[1-3]。如果内压过大，管坯局部减薄严重，容易引起破裂。因此，内压与轴向位移的合理匹配对于管材液压成形来说尤为重要。

通过铝合金管件液压成形实验发现，并不是所有的起皱都是缺陷。如果成形过程中得到的皱纹可以在后续的内压作用下展平，那么就可以把皱纹作为聚料的手段来提高管材液压的成形性[4]。对于5A02铝合金，采用有益皱纹作为预成形坯铝合金变径管一次膨胀率达到35 % ，壁厚减薄率小于10 %[5-6]。随后在低碳钢瓶形件液压成形实验过程中也发现，通过有益皱纹在膨胀率区域聚集坯料，非对称低碳钢变径管一次膨胀率可以达到70 %[7-8]。……