佛山兴迪源机械 一家专注流体压力成形技术
成形液压机设备厂家

　　【作 者】向毅斌;吴诗惇

　　【引 言】

　　超塑性成形是利用材料在超塑性状态下表现出来优异的变形性能而发展起来的一种先进的材料加工工艺。超塑性材料在特定的温度和应变速率范围内可以呈现出相当高的延伸率，往往达到500% 甚至更高[1]。但这种超塑性一般只在很小的一个狭窄应变速率范围之内出现，因此有必要确定压力载荷曲线以使应变速率在整个成形过程中都维持在特定范围之内。 成形零件的壁厚不均是目前超塑性成形中最突出的问题 ，研究零件的壁厚分布对于工艺规范设计和优化相当重要此外 ，超塑性材料一般都是空洞敏感材料，成形过程中空洞的演变会大大降低成形材料的成形性能及成形后零件的使用性能 ，因此认识超塑性成形过程中空洞损伤演变的规律极具理论价值和实际意义 。但对于超塑性成形这类高温、模腔封闭、变形机制复杂的金属成形问题，常规方法测试分析困难 ，成本高 ，准确性差，效果难如人意。而基于现代有限元方法的数值模拟技术则为此类问题 的解决提供了有 效手段 ，成为材料加工领域最具发展前景的前沿方向之一 。超塑性胀形是一种最为普遍的超塑性典型成形工艺，在胀形过程中一般先将金属板料夹紧于模具上，然后在板料的一面施加气压，使板料未夹住部分变形。针对超塑性胀形过程，国内外学者在理论和数值分析方面已经做了大量的工作[2-5]。本文以刚粘塑性有限元理论为基础，采用最大应变速率恒定的压力控制策略和适用于超塑性材料的空洞损伤演变模型，对超塑性胀形过程进行了数值模拟，给出了特定最佳应变速率值下的压力时间曲线，计算了成形零件的壁厚分布，并分析了成形零件内空洞损伤演变情况。本文分析结果对指导超塑性胀形实际工艺设计具有重要意义。