一家专注流体压力成形技术
【作 者】吉日格勒;孙福臻;张泉达;刘子知
随着世界范围内能源危机和环境问题日益严重，世界各国均加紧进行节能减排和绿色生产，并制定了更加严苛的法律法规。汽车行业作为能源消耗和CO2排放的重要源头之一，为了实现相关目标，采取了多种手段，其中轻量化被普遍使用。数据显示，汽车每减重100 kg，燃料消耗减少8%[1]。实现汽车轻量化的主要手段有:结构轻量化、材料轻量化和工艺轻量化。在众多轻量化材料中，超高强度钢因优异的性能和较低的材料成本，被视为最有潜力的轻量化材料之一。但是，传统制造方法不能满足越来越高的钢板强度生产需要，造成高冲压负载、低成形性、模具寿命缩短等问题。热成形工艺通过将成形和淬火一体化，成功解决了超高强度钢的成形问题[2]。板料淬火主要通过热成形模具实现，但随着热量积累，模具寿命降低，并且影响产品质量。
综上所述，当前国内外并联管路相关研究主要集中于简单管路和模拟分析，对随形并联管路的试验性研究较少;热成形冷却系统相关研究主要集中于模具传热等热力学分析，对热成形模具中冷却系统流量分配均匀性的研究较少。本文依托模拟仿真和自主开发的模具冷却系统流场状态检测平台，对前防撞梁热成形模具随形冷却系统管路长度和进口流量对管路流量分配均匀性的影响做了深入研究。
【结 论】
(1)模拟结果和试验结果的变化趋势基本一致，存在15%左右的偏差。结果显示，管路长度对冷却系统并联管路的影响很大。管路长度越长，同等条件下，流量分配越少;冷却系统管路长度差异越大，管路流量分配均匀性越差。所以，在进行管路设计时，应尽量保持分支管路长度一致，减小管路长度差异。
(2)进口流量会影响流量分配均匀性。在测试管路中，随着进口流量的增大，冷却系统均匀性变差，试验结果中，冷却系统管路流量分配标准差增大8倍，达到0. 14。因此，在实际生产中，在满足冷却要求的前提下，应当降低进口流量，可以提高热成形模具冷却系统的冷却均匀性。
(3)受设备条件限制，热成形模具冷却系统存在最大进口流量。本文中的前防撞梁冷却系统的最大进口流量为19 m3 · h-1。当冷却系统达到最大进口流量后，分支管路的流速流量不再增大。
以下是正文：
