刘 恒 王连东 王晓迪 刘 超,3

1. 燕山大学车辆与能源学院，秦皇岛，066004 2. 燕山大学机械工程学院，秦皇岛，066004 3. 唐山学院交通与车辆工程系，唐山，063000

0 引言

冲压缩径是指使管坯通过锥形凹模以减小其外径的冷成形方法。按变形方式，冲压缩径可分为推压缩径、拉拔缩径；按有无芯轴，冲压缩径可分为自由缩径、芯轴缩径[1-2]。其中，自由推压缩径因具有模具结构简单、生产效率高等优势，已经广泛应用于飞机、汽车、工程机械中变径管件的制造[3]。王连东[4]采用主应力法进行了推压缩径力的求解及变形分析，认为缩径后的管坯内存在很小的应力。ZHAO等[5]建立了管材拉拔缩径的应变速度场，并基于应变速率矢量内积积分求解了拉拔力。SADOK等[6]通过有限元模拟分析了钢管缩口变形过程中的应变状态，并基于硬度测量的方法进行了实际测量，结果表明，缩径变形不均匀，有效应变的最大值出现在管坯内表面。HIRSCH等[7]的研究表明缩径变形不均匀会导致缩径后的管坯存在残余应力。GATTMAH等[8]研究了AISI 1010钢管固定芯棒拉拔残余应力，采用X射线法测量了不同断面收缩率下缩径管坯表面周向残余应力，结果表明：断面收缩率较小时，近外表面层为拉应力，近内表面层为压应力，最大周向拉应力接近140 MPa。VOLLERT等[9]采用钻孔法、Sachs法及有限元模拟法研究了中碳钢管空拔和固定芯棒拉拔残余应力，结果表明：两种拉拔方式下，管坯内表面层存在周向和轴向残余压应力，外表面层存在周向和轴向残余拉应力，并且周向和轴向残余应力均由内表面到外表面自平衡。……