液壓脹形的案例
仿真APP在金屬波紋管液壓脹形工藝設計中的應用
液壓脹形法是工業(yè)界常用的金屬波紋管加工工藝之一，具有高效率、高精度、低成本等優(yōu)點。該工藝的原理是在金屬管道內(nèi)部施加內(nèi)壓，使管道徑向膨脹，在模具擠壓和內(nèi)壓整體作用下，形成波紋狀結(jié)構(gòu)。此過程中，管道胚料產(chǎn)生較大程度的塑性變形，成形后會存在殘余應力。另外，工藝中的一些關鍵參數(shù)，如內(nèi)壓幅值、模具尺寸等，也會影響波紋管的最終成形質(zhì)量。目前，工業(yè)界通常通過經(jīng)驗或試驗來確定這些參數(shù)，成本高、周期長，且難以達到最優(yōu)參數(shù)組合。
圖2 金屬波紋管液壓脹形工藝原理示意圖
仿真計算是隨計算科學發(fā)展出來的先進方法。通過仿真計算，可以在計算機中模擬液壓脹形工藝加工金屬波紋管的各個階段，分析不同工藝參數(shù)對最終產(chǎn)品成形質(zhì)量的影響，優(yōu)化結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)，加速工藝設計過程。仿真計算的應用能夠為工業(yè)界提供更科學、更準確的工藝參數(shù)，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)的迭代周期，為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提供更有效地支撐。
二、仿真計算解決方案
仿真技術在金屬波紋管液壓脹形加工領域應用不廣泛、不深入，存在仿真和實際加工產(chǎn)線脫節(jié)的現(xiàn)象。造成這種情況的主要原因是傳統(tǒng)CAE仿真軟件存在較高的使用門檻，要求使用者具備一定的彈塑性力學基礎和仿真知識，并且對成形設備工作原理和工藝過程十分了解。工欲善其事，必先利其器。簡化仿真流程，提高仿真效率，充分體現(xiàn)仿真的工具屬性是仿真軟件的發(fā)展趨勢，也是仿真賦能制造業(yè)的題中之義。
使用自主通用的多物理場仿真PaaS平臺Simdroid內(nèi)置的APP開發(fā)模塊，可將仿真知識、專家經(jīng)驗固化為可復用的金屬波紋管液壓脹形工藝仿真APP。使用者可跳過復雜的仿真流程，直接利用APP計算可得到結(jié)構(gòu)響應，預估產(chǎn)品性能。本文將詳細介紹基于軸對稱模型對某一規(guī)格的銅合金材質(zhì)金屬波紋管液壓脹形過程的仿真分析和APP封裝過程。
展開 液壓脹形的簡單例子
下面的是液壓脹形的簡單例子，就是控制管內(nèi)的液壓和軸向力配合完成加載
30..rar
deform模擬管材液壓脹形
請問下大家，用deform模擬管材液壓脹形時，邊界條件中液壓力加載設置了線性，選擇加壓的曲面是管材的外部還是內(nèi)部曲面呢？
基于LSDYNA的液壓脹型
但是異形截面管件焊接件質(zhì)量得不到保證，為了解決異型截面管件的加工問題，液壓脹形技術被提出來并得到迅速發(fā)展。液壓脹形是塑性加工中的一種冷加工技術，成形過程是先把預成形管件放入模具，首先完成合模動作，然后邊施加軸向力邊向管內(nèi)注入水或其他液體，最后管件在液壓力和軸向力的作用下發(fā)生塑性變形，最終得到與模具形狀相同的成形件，能夠滿足沿管件軸線具有不同截面形狀的空心零件加工需要，截面形狀不受限制，能滿足汽車輕量化要求。比傳統(tǒng)工藝相比有精度高、成本低等優(yōu)點，在汽車、航天等行業(yè)得到廣泛推廣。雖然液壓脹形技術發(fā)展較快，但是由于起步晚，如何有效的提高管件液壓成形性成為當前國際學術研究的前沿問題
在液壓脹形的仿真和優(yōu)化過程中，使用的軟件主要包括UG，HYPERMESH、LS-DYNA.主要是通過UG軟件建立幾何模型，利用HYPERMESH軟件進行網(wǎng)格劃分和前處理，利用LS-DYNA軟件進行計算。本文進行了鼓形管件的液壓脹型仿真。
鼓形管件CAD模型如下圖所示，由模具和管坯兩部分組成，模型選用四邊形網(wǎng)格劃分，并且為了節(jié)省計算時間，將模具部分設置為剛體，不考慮模具受力后的變形。網(wǎng)格劃分完之后共有節(jié)點1569個，單元1553個。
成形仿真中的邊界條件和載荷共同定義了模型的運動情況，為了避免穿透，液壓力均與施加在管坯單元上，軸向力以施加到管坯端面單元方式施加，并且需要約束管坯節(jié)點沿x,y,z三個方向的轉(zhuǎn)動。
管坯材料選用材料庫MAT24，模具為剛體。主要材料參數(shù)如下圖所示：
時間步的大小影響計算的精度，大的時間步會節(jié)省計算成本，但是仿真的過程不夠細致，另外大的時間步會影響加載曲線下力和位移的施加，過大的時間步會導致位移加載的失真，直接反應為模具在最后的時間步放棄仿真動作。LS-DYNA運用直接積分顯式格式的中心差分法。
展開 
基于LS-DYNA的管材液壓漲形(脹形)擠壓分析
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</figure>
</figure><p><br></p><p> 分析過程：</p><p> 管材在壓力作用下，先脹形，然后再擠壓成形；</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202507/attachment/70246f06b4e047959e22a59937319025.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開 仿真APP助力石油化工設備設計優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率及安全性
立即體驗：www.simapps.com/v/226973.html
02 帶削邊結(jié)構(gòu)橢球形封頭壓力容器靜力分析仿真APP
壓力容器橢球封頭的主要用途是用于壓力容器的制造，特別是那些需要承受一定壓力和具有存儲功能的容器，如反應釜、儲罐、換熱器等。橢球封頭因其特殊的形狀設計，具有較好的受力性能，能夠有效地分散和承受容器內(nèi)部的壓力。橢球封頭還具有加工容易、造型美觀等特點，因此在石油、化工、輕工、醫(yī)藥、食品等許多行業(yè)都得到了廣泛的應用。
此APP適用于設計工程師、結(jié)構(gòu)仿真工程師。通過簡潔友好的輸入?yún)?shù)界面，用戶可以對幾何模型參數(shù)化定義，快速生成不同容器內(nèi)徑、外徑及封頭外徑等尺寸，同時也可以設置不同的材料參數(shù)及載荷參數(shù)，一鍵計算得到壓力容器結(jié)構(gòu)應力云圖及位移云圖，快速指導設計人員進行結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化。
立即體驗：www.simapps.com/v/205326.html
03 金屬波紋管液壓脹形工藝靜力學仿真APP
金屬波紋管以其帶有波紋狀異形截面的管狀結(jié)構(gòu)而展現(xiàn)出別具一格的性能優(yōu)勢，在連接、密封以及吸震等諸多重要領域中得以廣泛應用。液壓脹形法是一種被廣泛采用的金屬波紋管加工成形工藝。在實際的加工操作進程中，金屬材料會經(jīng)歷較大程度的塑性變形過程，管坯在內(nèi)部壓力的作用下開始向外擴張，在內(nèi)壓與模具的聯(lián)合作用下，逐漸形成預期的波紋形狀。然而，塑性變形不可避免地會在加工后于金屬波紋管內(nèi)部留存殘余應力，它們可能會對波紋管的后續(xù)使用性能產(chǎn)生多方面的影響。
該 APP 基于先進的軸對稱模型構(gòu)建原理，可針對銅合金波紋管的液壓脹形過程展開全面而細致的仿真分析。
展開 『原創(chuàng)』請問deform 3里面的液壓力參數(shù)speed limit 如何設置哪？？？
我用deform 3 進行液壓脹形仿真，里面的液壓力設置不會設，按提示要先設置speed limit，但不知道所給的力與speed limit velocity之間什么關系，曲線怎么設置，請高手指點！
『原創(chuàng)』液壓成形和氣壓成形在nynaform模擬中有無本質(zhì)區(qū)別？
能否用dynaform進行模擬實驗，高爾夫桿頭壁厚不均，成形方案：先將板料拉伸成盒狀，再用高壓氣脹形成形。壁厚不均問題通過調(diào)節(jié)模具各部分的潤滑條件及模具結(jié)構(gòu)控制。請問各位大師用dynaform能否模擬成功。
如能得到指教，小女不勝感激！謝謝！
有大師指教DF5.5可以模擬液壓脹形，但能否用于氣壓？
謝謝！
AUTOFORM軟件介紹
版上怪冷清的，先發(fā)篇軟件介紹：）
AutoForm是一款由瑞士開發(fā)的專業(yè)薄板成形快速模擬軟件，可以用于薄板、拼焊板的沖壓成形、液壓脹形等過程的模擬，配合不同的功能模塊，還可以進行沖壓件單步法成形模擬以及拉深工序工藝補充面((Addendum)的設計。轎車沖壓件中，約有2/3可以利用AutoForm的Diedesigner Module模塊設計Addendum，該模塊根據(jù)由設計者指定的或由軟件自動產(chǎn)生的壓邊圈型面，以及工藝補充面的多條截面線(Profile)，能夠快速地生成工藝補充面，用于拉深工序的模擬，如圖2所示。壓邊圈型面、Profile均可進行參數(shù)化式的調(diào)整。這種快速設計是建立在對Addendum曲面的粗略構(gòu)造上的，即曲面面片本身以及曲面面片之間的連續(xù)并非十分光順，盡管這種曲面不能夠直接用于模具表面的機械加工，但是對于模擬精度的影響卻不是很人。根據(jù)模擬結(jié)果，設計者可以很方便地對工藝補充面進行調(diào)整，直到模擬結(jié)果滿足設計要求。最后，將壓邊圈、Addendum曲面和Profile以中性數(shù)據(jù)格式IGS或VDA輸出，在CAD軟件中進行曲面重構(gòu)，并結(jié)合產(chǎn)品數(shù)模，就能夠得到機加工可以使用的拉深工序模具數(shù)模。
AUTOFORM目前最新版本為4.0，主要就單元模型進行的改進，新增加了全積分殼單元，計算精度有了較大程度的提高。
展開 沖壓件加工中液壓沖孔工藝簡析
在沖壓件加工中，需要對零件本身進行沖孔加工，其中就包括液壓沖孔，那么液壓沖孔又是怎么回事呢？下面來看一下；
沖壓件加工中液壓沖孔就是液壓脹形完成后，在管內(nèi)液體壓力的支撐作用下，利用沖頭或管內(nèi)液體壓力將管壁材料分離的一種加工方法，整個過程中不使用凹模裝置。液壓沖孔與普通沖裁之間有許多相似之處，管壁均經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個階段。
液壓沖孔按沖頭的運動方向大致可以分為兩類：1、由內(nèi)向外沖孔 2、由外向內(nèi)沖孔。由內(nèi)向外沖孔與由外向內(nèi)沖孔的區(qū)別是：
1、由內(nèi)向外沖孔所得孔的幾何尺寸精度高，孔周圍材料塌陷小，但所需最小管內(nèi)液體壓力受沖孔直徑影響較大，孔直徑越小，所需內(nèi)壓越高，由于考慮到密封及安全問題，采用該種方式?jīng)_孔的材料強度不能太高，一般用于銅鋁等有色金屬材料液壓沖孔；
2、由外向內(nèi)沖孔的話，如果孔徑很大，那么所需沖頭直徑較大，在沖壓件模具內(nèi)需要較大安裝空間，這對模具強度提出更高的要求，而且，沖孔完成后，由于沖頭作用，管坯表面一定區(qū)域會塌陷下凹，所沖孔零件的質(zhì)量沒有前者好，這種方法適合于對孔周圍表面和斷面要求不高的沖壓件沖孔，這種方式的優(yōu)點是，沖孔力由沖頭提供，管內(nèi)液體壓力只起支撐作用，因而利用該方法可以對強度較高材料進行沖孔，此種方法也是應用比較多的液壓沖孔方法。
文章推薦：沖壓件電鍍鋅的目的以及特點是什么？
展開 What's new | Simufact 2021 新版本發(fā)布！
該功能的加入也為客戶提供了模擬更多工藝類型的能力，比如液壓脹形。
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5
其他更新
FTI Forming suite接口集成， 更全面的鈑金解決方案；
GUI更新（重大升級項15+、 細節(jié)提升項40+）， 更具科技感， 更加便捷好用；
前處理功能更新（重大更新20+、 細節(jié)提升項40+）， 模型前處理效率更高；
后處理功能更新（重大更新10+、細節(jié)提升20+）， 更便捷的案例后處理；
全新的Simufact Forming版本已經(jīng)兼容MpCCI；
......
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Simufact Welding 2021
1
增強Python API接口
最新發(fā)布的Simufact Welding 2021，進一步補強了Python API的接口，使腳本建模更加方便快捷。
在向自動化仿真技術邁向重要的一步后，Simufact開發(fā)團隊將繼續(xù)改進與擴展該功能，以此簡化用戶的日常仿真
流程。
增強腳本建模能力；
增加數(shù)據(jù)輸入輸出能力；
優(yōu)化腳本使用的交互邏輯。
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2
全新的填料創(chuàng)建工具
以往復雜不規(guī)則的焊縫需要客戶使用CAD輔助軟件進行創(chuàng)建使用，但在新版本的加持下，用戶可以借助填料創(chuàng)建工具生成任意形狀的填料。
無論是方形對接焊填料、V型接頭填料、以及有間隙的T型接頭填料，都可以借助該工具進行創(chuàng)建。
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3
增強DED仿真模塊
增強后的DED仿真模塊，可以實現(xiàn)借助路徑創(chuàng)建幾何體的功能。
展開 
液壓成形，一種新的先進制造技術
液壓成形是指利用液體或模具使工件成形的一種塑形加工技術，也稱液力成形。它是用液體的壓力代替剛性的凸模或凹模對板料進行塑性加工的方法，如彎曲、拉深、平板毛坯的脹形、空間毛坯形狀的脹形等。
相較于傳統(tǒng)的沖壓、焊接等成形技術，液壓成形是一種新的金屬成形技術，它可成形各種復雜制件，并具有得到制件表面質(zhì)量好、減少工序、簡化模具和不需特殊的沖壓設備等優(yōu)點。
一開始主要應用于航空航天、汽車制造等領域，隨著技術的不斷發(fā)展成熟，如今在民用制造領域也逐漸應用開來。
按使用的液體介質(zhì)不同，可將液壓成形分為水壓成形和油壓成形。水壓成形使用的介質(zhì)為純水或由水添加一定比例乳化油組成的乳化液;油壓成形使用的介質(zhì)為液壓傳動油或機油。
按使用的坯料不同，液壓成形可以分為三種類型：管材液壓成形、板料液壓成形和殼體液壓成形。而管材液壓成形使用的壓力較高，又稱為內(nèi)高壓成形。
三種液壓成形技術的比較
注：板料液壓成形使用的介質(zhì)多為液壓油，最大成形壓力一般不超過100MPa。殼體液壓成形使用的介質(zhì)為純水，最大成形壓力一般不超過50MPa。內(nèi)高壓成形使用的介質(zhì)多為乳化液，工業(yè)生產(chǎn)中使用的最大成形壓力一般不超過400MPa。
除了上述一些共有的特點，這三種不同的液壓成形技術又有各自的一些特點。
1
管材液壓成形(內(nèi)高壓成形)
管材液壓成形技術是用管材作為原材，通過對管腔內(nèi)施加液體壓力及在軸向施加負荷作用，使其在給定模具型腔內(nèi)發(fā)生塑性變形，管壁與模具內(nèi)表面貼合，從而得到所需形狀零件的成形技術。是適應汽車和飛機等運輸工具結(jié)構(gòu)輕量化發(fā)展起來的先進制造技術。
展開 國內(nèi)外轎車覆蓋件沖壓模具設計概況
AutoForm是一款由瑞士開發(fā)的專業(yè)薄板成形快速模擬軟件，可以用于薄板、拼焊板的沖壓成形、液壓脹形等過程的模擬，配合不同的功能模塊，還可以進行沖壓件單步法成形模擬以及拉深工序工藝補充面((Addendum)的設計。轎車沖壓件中，約有2/3可以利用AutoForm的Diedesigner Module模塊設計Addendum，該模塊根據(jù)由設計者指定的或由軟件自動產(chǎn)生的壓邊圈型面，以及工藝補充面的多條截面線(Profile)，能夠快速地生成工藝補充面，用于拉深工序的模擬，如圖2所示。壓邊圈型面、Profile均可進行參數(shù)化式的調(diào)整。這種快速設計是建立在對Addendum曲面的粗略構(gòu)造上的，即曲面面片本身以及曲面面片之間的連續(xù)并非十分光順，盡管這種曲面不能夠直接用于模具表面的機械加工，但是對于模擬精度的影響卻不是很人。根據(jù)模擬結(jié)果，設計者可以很方便地對工藝補充面進行調(diào)整，直到模擬結(jié)果滿足設計要求。最后，將壓邊圈、Addendum曲面和Profile以中性數(shù)據(jù)格式IGS或VDA輸出，在CAD軟件中進行曲面重構(gòu)，并結(jié)合產(chǎn)品數(shù)模，就能夠得到機加工可以使用的拉深工序模具數(shù)模。
沖壓工藝傳統(tǒng)設計方法:首先，在經(jīng)驗基礎上，利用CAD設計工藝補充面;其次，將CAD數(shù)模傳遞給AutoForm等CAE軟件進行拉深過程模擬;根據(jù)模擬結(jié)果，在CAD中對工藝補充面進行調(diào)整，并將新的CAD數(shù)模傳遞給CAE，開始新的模擬，直到滿足要求為比。這是一個從CAD到CAE再回到CAD的不斷反復的過程。由于每次在CAD中構(gòu)造曲面都遠較在AutoForm中復雜，因此，整個過程所花費的時間就多得多。而新方法在沖壓工藝設計初期，就用Diedesigner Module在AutoForm軟件中設計并調(diào)整拉深工藝補充面，與傳統(tǒng)的設計方法相比，就能夠大大提高設計效率。
展開 鋁及鋁合金焊接工藝詳解
縱縫夾具可用琴鍵式，環(huán)縫可用液壓脹形夾具。縱縫裝配時可適當增大間隙，以便焊后有收縮余地；環(huán)縫（包括圓形凸緣、法蘭等）則留些反向錯邊或扳邊，因為焊后凸緣會塌陷變形。
墊板材料一般為不銹鋼或碳鋼，對要求不高的鋁材焊接可用石墨制作墊板。選擇墊板材料還應考慮對焊縫冷卻速度的影響。當鋁板較厚或墊板裝配間隙較大時，可用粘土泥封住間隙，焊后去掉即可。
三、焊接要求
1.用手工鎢極氬弧焊焊接鋁材一般都使用交流，以便產(chǎn)生陰極霧化的作用；熔化極氬弧焊則用直流反接。
當設備所限采用直流焊接時，焊縫表面一般有一層氧化膜甚至是黑灰，這時可用鋼絲刷或抹布擦去。對焊縫表面由于焊劑熔劑殘留物或氧化而形成的白色膜可用鋼絲刷或抹布醮熱水擦去。
2.焊前預熱：由于鋁材導熱性能很強，因此一般手工鎢極氬弧焊焊接大于10mm厚度時，焊前都應預熱，但不超過100℃，焊時層間溫度也不超過100℃。可視具體情況用火焰或遠紅外線板進行加熱。
3.在焊接過程中焊絲的填入點不應位于電弧正下方，而應位于熔池邊部，距電弧中心線約0.5~1.0mm處，焊絲填入點不得高于熔池表面或在電弧下橫向擺動，以避免影響母材熔化，破壞氣體保護而使金屬氧化。
焊絲回撤時勿使焊絲未端露出氣體保護區(qū)外，以免焊絲未端被氧化后再度送進時隨之帶入熔池。焊接時若鎢極碰到焊縫金屬應立即停止焊接，用金屬磨頭清除污染，并修磨鎢極；無論焊前還是焊接過程中，都應先切除焊絲端部已氧化的部分再焊。
4.一條焊縫應盡量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接時，應重疊10~20 mm。
展開 21世紀的材料成形加工技術
在轎車工業(yè)中還有很多材料精確成形新工藝，如用精確鍛造成形技術生產(chǎn)凸輪軸等零件、液壓脹形技術、半固態(tài)成形及三維擠壓法等。摩擦壓力焊新技術近來也備受人們關注。
以擠壓鑄造（Squeeze Casting）及半固態(tài)鑄造（Semi-solid Casting）為代表的精確成形技術由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使零件具有好的表面及內(nèi)部質(zhì)量。半固態(tài)鑄造是一種生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜、近凈成形、高品質(zhì)鑄件的材料半固態(tài)加工技術。圖5為半固態(tài)鑄造鋁合金零件在汽車上的應用。其區(qū)別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是：材料處于半固態(tài)時在較高壓力（約 200MPa）下充型和凝固。材料在壓力作用下凝固可形成細小的球狀晶粒組織。半固態(tài)鑄造技術最早在20世紀70年代由美國麻省理工學院凝固實驗室研究開發(fā)，并在20世紀90年代中期因汽車的輕量化得到了快速發(fā)展。
3.2 快速及自由成形加工技術
隨著全球化及市場的激烈競爭,加快產(chǎn)品開發(fā)速度已成為競爭的重要手段之一。制造業(yè)要滿足日益變化的用戶需求,制造技術必須具有較強的靈活性,能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)迎合市場。快速原型制造技術(Rapid Prototyping)就是在這樣的社會背景下產(chǎn)生的。快速原型制造技術以離散/堆積原理為基礎和特征，將零件的電子模型(CAD模型)按一定方式離散成為可加工離散面、離散線和離散點,爾后采用多種手段將這些離散的面、線和點堆積形成零件的整體形狀。有人因該技術高度的柔性而稱之為“自由成形制造（Free Forming）”。近年來快速原型制造已發(fā)展為快速模具制造(Rapid Tooling)及快速制造(Rapid Manufacturing)，這些技術能大大縮短產(chǎn)品的設計開發(fā)周期，解決單件或小批零件的制造問題。
展開 