[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

摘要

一种基于热‑流多场耦合的板材成形极限研究方法是以流体介质作为传力载体，将常温下的预成形与高温终成形相结合，研究复杂应变路径下的板材成形极限。定义为：初始冷预成形阶段，上模下行与下模闭合将板料压紧在模具中间，液控系统调节液室流体的工作压力值P，密封装置保证工作压力值的恒定，实现板材不同的塑性变形量；高温终成形阶段，液控系统对液室压力泄压，保留材料的塑性变形。然后，通过温控系统控制上模中的加热装置，实现模具温度的可控调节，保证板料与模具温度的一致性。继续加大流体压力，材料发生破裂失效，试验结束。预变形量h0和加热温度T对不同材料成形极限的影响规律的总结，对新材料和新工艺的开发，具有广阔的应用前景。

主权项

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中安装有加热管或加热丝等加热单元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（加热炉、温控仪等）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。