高温合金矩形波纹管电辅助液压成形规律研究

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金属波纹管被广泛应用于航空、航天、核能和石化等领域,是管路连接系统、密封系统和减震系统重要的零件之一。高温合金矩形波纹管具有明显的周向外形轮廓变化(圆弧、圆角、直线段),其成形时的变形特征与传统圆形金属波纹管存在较大差异,且镍基高温合金室温下强度高、加工硬化显著,传统液压胀形工艺难以满足高温合金矩形波纹管高性能精确成形的要求。因此,本文提出将脉冲电流引入高温合金矩形波纹管液压胀形过程中,以改善材料的成形性能,提高成形精度。本文采用实验和有限元仿真分析相结合的方法,对高温合金矩形波纹管电辅助液压成形规律进行研究,主要研究内容及结果如下:通过所建立的高温合金矩形波纹管液压成形有限元模型,研究了矩形波纹管液压胀形的变形特征,分析了液压胀形工艺参数对矩形波纹管成形质量指标的影响,结果表明:液压胀形得到的矩形金属波纹管,其波高由直线段中间位置处向圆角段中间位置处逐渐减小,过渡圆角段波峰位置处壁厚减薄率较大;在一定壁厚减薄率条件下,可通过增大模片间距的方式使波高增大。基于单向拉伸实验,研究了脉冲电流对不同预变形量高温合金性能的影响,结果表明:脉冲电流处理能够有效的降低已变形材料的屈服强度,且材料的屈服强度随电流密度的增大而减小,与材料预变形量的大小无关。提出了高温合金矩形波纹管电辅助液压成形有限元模型的建立方法,研究了脉冲电流参数对矩形波纹管成形质量指标的影响,探究了不同脉冲电流异步加载方式的作用效果,结果表明:通电时间一定时,过渡圆角段中间区域的波高随着脉冲电流密度的增加而增大,但均小于一次液压成形时的波高;波峰和波谷位置处的壁厚减薄率均随着电流密度的增大而增大。
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