[发明专利]一种基于热-流多场耦合的板材成形极限研究方法

权利要求书

1.一种基于热-流多场耦合的板材成形极限研究方法，其特征在于：所述的多场耦合环境下板材成形极限研究的新方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)将热控系统(2)和液控系统(3)分别与总控制系统(1)的预留接口进行对接，然后进行空载条件下的系统调试，保证各个系统可以实现正常的可调功能；

2)将板料(9)放置在下模(5)上，运行总控制系统(1)从而实现液控系统(3)的执行；液控系统(3)经由下模(5)中的进油口(4)向液室(6)内通入流体介质，流体介质充满液室(6)与板料(9)下表面接触，液控系统(3)暂停，此时液室压力P为0,密封圈(7)安装在上模(8)的密封槽中；在试验过程中，耐高压密封圈可以保证液室压力值P的恒定不变；

3)上模(8)按照设定的运行速度下行，进行合模；因为该充液成形为主动式成形方式，所以通过控制压边力的方式，液压机施加成形力F给上模(8)，保证成形过程中板料压紧在上、下模具中间，不发生移动，从而保证了板料受双向拉应力状态而发生纯胀形变形；液控系统(3)继续向液室(6)内通入高压流体，通过设置高压流体介质的压力值P，实现板料在预成形阶段发生初始变形量h₀的可控调节；

4)上模(8)中安装有加热单元(10)，当室温下的预变形结束后，液控系统(3)对液室进行泄压，保留材料的塑性变形；操控热控系统(2)实现加热单元(10)的温度调节，从而控制上模(8)的温度T，使在可调的温度范围内板材具有良好的塑性成形性；设置保温时间，使板料温度与上模(8)的温度保持一致，然后调节液控系统(3)继续向液室(6)通入高压流体介质，增大液室压力P，实现板料的胀破；因为高温环境下，材料的变形流动性能得到很大改善，同时考虑了预成形阶段加工硬化的影响，从而实现了热-流多场耦合工艺中复杂应变路径下的板材成形极限研究；

5)调节液控系统(3)卸载液室压力降至0，调节热控系统(2)停止对上模(8)的加热，使上模(8)与板料(9)的温度降至室温；上模(8)上行开模，取出板料(9)，试验结束；通过后续的数据处理，获得不同工艺参数组合下的板料成形极限。

2.根据权利要求1所述的基于热-流多场耦合的板材成形极限研究方法，其特征在于：因为高温终成形阶段的温度可以调节，所以成形板材可以是超高强钢和可热处理强化铝合金，超高强钢发生奥氏体组织转变，可热处理强化铝合金发生固溶组织转变。

3.根据权利要求1所述的基于热-流多场耦合的板材成形极限研究方法，其特征在于：预成形结束后，先通过液控系统进行液室泄压，然后，加热模具，使得板料温度与模具温度保持一致，最后通入流体介质，胀破板材，在板料的加热过程中，流体介质不与板材接触，减少了加热过程中流体与板材之间热传导造成的热量损失，降低了能耗。