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机械研究与应用:航空无扩口导管挤压成形的接触优化分析

2023-11-07
摘要:现有挤压成形工艺的质量检测评判指标主要是导管内壁的挤压深度,保障挤压成形充分。故笔者主要通过导管挤压成形的仿真计算对比分析,研究讨论了挤压接触及相关参数对成形质量即无扩口导管密封连接性能的影响。

  【作 者】陈文超;陈迪;李伟刚;王勇超;张晶;杨杰

  【前 言】

  目前航空液压系统中最常用的两种连接方式为扩口式与无扩口连接方式[1-2]。无扩口导管连接相比扩口式导管连接具有更好的密封性可靠性[3-4]。

  国内学者研究表明成形后的残余接触压力是导管与管套连接的重要原因[5-6]。连接强度的产生是由导管管套的径向接触力和管材嵌入管套凹槽形成的轴向抗拉托阻力共同形成[7-8]。密封机理是由于导管的塑性变形产生的残余接触压力形成 了 密 封 环线[9]。挤压胶套等相关工艺参数对成形质量的影响研究[10]。部分学者[11-15] 还对导管进行了渗漏诊断分析和密封接触特性等研究。

  现有挤压成形工艺的质量检测评判指标主要是导管内壁的挤压深度,保障挤压成形充分。发现检测达标的管件中长期使用中仍然有出现渗漏问题,管壁和槽底的接触状态对密封性能有重要影响。 外壁和槽底产生过接触和刚好挤压接触时,由于壁厚变化接近,两者的挤压深度检测结果也是十分接近的,所以在加工过程中往往会存在过接触而无法被检测评判的情况。因此考虑过接触可能会对成形质量产生不利影响,而目前这方面的研究讨论较少。故笔者主要通过导管挤压成形的仿真计算对比分析,研究讨论了挤压接触及相关参数对成形质量即无扩口导管密封连接性能的影响。

  【结 语】

  无扩口导管挤压成形过程中存在导管槽底过接触问题,过接触会导致接触压力峰值减小,降低结构密封性能。 导管槽底的不接触导致压入深度不够,接触压力峰值较小减弱了结构连接密封性能。 槽深设计也不能过深和过浅,取合适的槽深设计可以在满足挤压深度要求的前提下实现接触压力最优分布。针对本文参数设置,仿真计算表明成形压力 p 在 280 ~300 MPa 区间,深度组合取 h 为 0.20~0.30 mm 时,挤压效果最好。

  实际通过结合导管挤压成形的仿真计算和试验修正,可确定合适的成形压力及尺寸参数设计,使导管挤压成形后具有最优的成形压入效果和接触压力分布,保障无扩口导管连接结构具有更高的安全密封性。

  以下是正文:

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标签: 挤压成形