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液壓成(chéng)形過程複雜(za)且影響液壓(ya)成形性的因(yīn)素較多，國🛀内(nei)衆多專家在(zai)液壓成形CAE及(ji)缺陷預測方(fang)面進行了深(shen)入的研究。韓(han)聰、張偉玮、謝(xiè)文才等通過(guo)施加不同的(de)🐅軸向壓🤟力及(ji)補料量，研💜究(jiū)了液壓成形(xíng)扭力梁的起(qǐ)皺行為。郎利(li)🍉輝、田鵬、程鵬(péng)志等分析了(le)預成形模具(jù)形狀和充液(ye)成形時加載(zǎi)路徑對扭力(lì)梁充液成形(xíng)質量🌂的影響(xiang)，結果表明：當(dāng)預成形模具(jù)導向角度過(guo)小時，管坯被(bèi)擠壓内凹變(biàn)形時，圓角部(bu)位容易🔞起皺(zhou)；導向角度過(guo)🐆大時，管坯材(cai)料流向凹模(mó)困難，減薄嚴(yan)重；充液成形(xing)時補料初始(shǐ)液室壓力過(guò)大，材🏒料堆積(jī)在零件端✌️部(bù)起皺嚴重。

液(yè)壓成形件常(chang)見缺陷

液壓(yā)成形件大都(dou)形狀複雜，材(cai)料強度高，在(zài)液壓成形過(guò)程中變形複(fu)雜，其最常見(jiàn)的成形缺陷(xian)有以下⭕5類：⑴開(kāi)裂。金屬材🔴料(liao)局部減薄超(chao)過其本身的(de)延伸極限時(shí)，制件出現裂(lie)縫或暗裂。⑵起(qi)皺。液壓成形(xíng)後制件仍存(cun)在無♻️法解決(jue)的皺紋，起皺(zhou)産生的主要(yao)原因是🔴管材(cái)周長大于産(chǎn)品截面周長(zhǎng)，但預成形截(jié)面形狀或内(nèi)高壓成形❗模(mo)具分模設計(ji)👅不合理也會(hui)導緻起皺的(de)産生。⑶回彈。液(yè)壓成形🈲件形(xing)狀複雜，成形(xíng)後各個👌位置(zhi)的殘留應力(li)不👅均，應力釋(shì)放後造成零(líng)件變形👨‍❤️‍👨，影響(xiǎng)零件的尺寸(cùn)精度。⑷飛邊。預(yu)成形或液壓(ya)成形時🌍，由于(yú)分模不合理(lǐ)，造成模🧡具閉(bi)合前材料被(bèi)擠入分模面(mian)而形成飛邊(bian)，飛邊不🔱僅會(hui)使零件成為(wei)廢品，而😄且會(hui)造成模具損(sun)傷，是一種非(fēi)常嚴重的缺(que)陷。⑸不貼模。液(yè)壓成形後零(líng)件表面與模(mo)具内腔⛹🏻‍♀️不貼(tiē)合，這是由于(yu)液壓成形時(shi)壓👅力不足導(dao)緻的，主要發(fa)生在産品的(de)小圓角區域(yu)。

一般(bān)零件液壓成(chéng)形工藝規劃(hua)為：制管→彎曲(qu)成形→預成形(xíng)→液壓成形+液(yè)壓打孔→激光(guāng)切割端頭+割(ge)孔→擴口等工(gong)藝，Autoform可以完成(cheng)從彎管至擴(kuo)口等所有工(gong)序的分🐪析。

管(guǎn)材設置

液壓(ya)成形一般采(cai)用焊管，管材(cái)是由平闆通(tōng)過輥壓成🈲形(xíng)，在接頭部位(wei)采用高頻焊(hàn)接方式，由于(yu)焊接部位性(xing)能與㊙️其他區(qū)域不同⛷️，實際(ji)操作時應将(jiang)焊縫部🙇🏻位分(fen)布在零件變(biàn)形較小區域(yu)，焊管的厚度(dù)一般為1.5～4.0mm。Autoform提供(gòng)了豐富的初(chu)始管材選擇(zé)方法，可以選(xuǎn)擇初始🛀為不(bu)帶應力的直(zhí)管，或者具備(bei)初始應力的(de)彎管，在此過(guo)程中需🥵要注(zhù)意的是Autoform分析(xī)的是管件中(zhong)性層直🔅徑。此(cǐ)外，Autoform還提供了(le)☂️圓管、方管及(jí)變徑管等不(bú)同管材類型(xíng)，用戶可以根(gēn)據🐕自身需要(yao)進行選擇。

工(gōng)具體設置

工藝參(cān)數設置

彎管(guǎn)成形工藝參(can)數主要是彎(wan)曲角速度、芯(xin)棒及芯球數(shù)量、摩擦系數(shù)、工具體間隙(xì)等，這些參數(shù)需要與現場(chang)設計🐉值保👌持(chí)一緻，才能得(de)到匹配的分(fen)析結果🔴。預成(cheng)形分析與沖(chòng)壓分析方法(fa)一緻，需要注(zhù)意的是在做(zuo)扭力梁預成(cheng)形分析時，在(zài)V形部位存在(zai)上下兩✂️層闆(pan)料接觸的問(wen)題，此時需要(yào)設置好闆料(liao)接觸的參數(shu)。液壓成🥵形主(zhǔ)要是内壓力(li)、合模力、水平(ping)缸🎯運動參數(shu)，在實際液壓(ya)成形過程中(zhōng)，液體壓力以(yi)及水平缸運(yùn)動随時間而(er)變化，而非恒(heng)定值。

CAE分析結(jié)果及評判

本(běn)文隻說明Autoform軟(ruan)件做液壓成(cheng)形分析時使(shǐ)用的評判方(fāng)法，具體評判(pan)準則基本與(yu)沖壓分析評(píng)判方法一緻(zhì)，因此本文隻(zhi)針對與沖壓(yā)不一緻的結(jié)果進行說明(míng)，主要是貼模(mó)性、彎管過程(chéng)及預成形過(guo)程缺陷的評(ping)價。

貼模性評(ping)判

對于貼模(mó)性的評判，首(shou)先用到的是(shi)接觸距離評(ping)判标準（Contact Distance Above)，這是(shi)一個最直觀(guān)的模拟結果(guǒ)評判方法，根(gēn)據産品公差(cha)要求可以知(zhi)道液壓成形(xíng)後零件與上(shàng)下模之間🔞的(de)距離，如圖4所(suǒ)示，扭力梁在(zài)過渡區域存(cun)在的最大距(jù)離為2mm，這主要(yao)是由于産品(pǐn)局部圓角過(guo)小✌️，在内壓力(lì)隻有200MPa時無法(fa)完全脹形到(dào)位，需要更大(da)的内壓力才(cái)能💞脹形到位(wei)。

彎管分析結(jié)果評判

對于(yú)底盤零部件(jian)來說，很多都(dōu)采用沖彎的(de)方式，這種方(fang)式在彎曲過(guo)程中會出現(xian)管材壓癟，如(ru)圖5所示⛱️，從圖(tu)6中可以看出(chū)，這是由于管(guan)材在沖彎時(shí)隻是中間部(bù)位産生了變(biàn)形，而兩頭彎(wan)曲部位⁉️并未(wèi)産生變形，因(yīn)此需要通過(guo)優🏃‍♀️化工藝方(fāng)🐪案，解決壓彎(wan)過程中✔️出現(xian)的壓癟情況(kuang)。

截面畸變分(fen)析

咬邊缺陷(xian)分析

預成形(xíng)時容易出現(xian)咬邊的情況(kuang)，Autoform分析咬邊可(kě)以采用最大(dà)接觸應力（Max Contact Pressure)來(lai)判斷，最大接(jie)觸應力值較(jiào)周邊區域明(míng)顯偏大，則存(cún)在發💞生咬邊(bian)的風險，某扭(niu)力梁CAE結果與(yu)實際情況的(de)比較，如圖8、圖(tú)9所示。

對于(yu)預成形來說(shuo)，最重要的是(shi)預成形後零(líng)件能否達到(dào)預定的形狀(zhuang)，以便液壓成(cheng)形能夠順利(li)完成，最終生(shēng)産出合格的(de)零部件，如圖(tu)10所示。在扭力(li)梁的預🌈成形(xíng)過程中，導向(xiàng)角的角度會(huì)導緻預成形(xing)的效果出現(xiàn)偏差，因此需(xu)要合适的導(dǎo)向角以滿足(zu)扭力梁的進(jìn)料狀态，如圖(tu)11所示。

在預成(cheng)形過程中可(kě)能存在起皺(zhòu)或者波紋的(de)狀态，有時這(zhè)種起皺或者(zhe)波紋是有益(yi)的，可以延緩(huǎn)液壓成形‼️零(ling)件的開裂，因(yin)此在預成形(xing)過程中出現(xian)的一些問題(tí)，需要通⛹🏻‍♀️過最(zuì)終的液壓成(chéng)形結果來判(pan)斷是否需要(yào)消除。

回彈結(jie)果評價

預成(cheng)形及液壓成(cheng)形後的回彈(dàn)結果需要重(zhòng)點考慮，特别(bié)是高強鋼零(líng)件預成形後(hou)的回彈可能(néng)會導緻液壓(yā)成形合模時(shí)出現咬邊等(děng)現象，因此在(zài)彎管及預成(chéng)形後必須🈲增(zēng)加回🌈彈分析(xi)，判斷零件是(shì)否存在❤️問題(tí)。彎管後及液(yè)壓成形後的(de)零件回彈狀(zhuàng)況如圖12、圖13所(suo)示。

對于液壓(yā)成形管材來(lái)說，大部分都(dōu)是采用高頻(pín)焊管✊或者🛀激(ji)光💰焊管，由于(yu)拼焊線位置(zhì)的材料性能(neng)與零件本體(ti)不一緻，因此(cǐ)需要對拼焊(han)線的位置進(jìn)行分析，以避(bì)免拼焊線布(bù)置在沖孔或(huò)者👌小圓角等(deng)變形區域，如(rú)圖14所示。同時(shí)，如果有拼焊(hàn)線位置材料(liào)參👣數，也可以(yi)輸入軟件進(jìn)行詳細分析(xi)，判斷管件是(shì)否☔存在開裂(lie)等情🔞況。

Autoform軟件(jian)液壓成形分(fen)析的局限性(xìng)

随着電動車(che)輕量化的需(xū)求，在全鋁車(che)身上使用液(yè)壓成形🏒技術(shu)可以提高車(chē)身的抗碰撞(zhuang)等性能，奧迪(di)A8前壁闆橫梁(liang)采用的就是(shì)😍液壓成形，如(ru)圖15所示。由于(yu)🌍Autoform的功能主要(yao)集中在沖壓(ya)方面☁️，而非專(zhuan)門的液壓成(chéng)形分析軟💋件(jiàn)，因此其無法(fǎ)完成⛱️“日”字形(xíng)等型材液壓(yā)成形分析。同(tóng)時針對鋁型(xíng)材的不等壁(bi)厚，Autoform軟件也無(wu)😄法進行有效(xiao)👌分析，需要等(deng)效成相同壁(bi)厚才行，因此(cǐ)對分析結果(guǒ)具有🌍一定損(sǔn)失。

結論

⑴利用(yong)Autoform軟件的速度(du)及操作便利(lì)性，可以快速(su)的完成從🚶‍♀️彎(wan)管✊、預成形、液(ye)壓成形、激光(guāng)切割等各種(zhong)分析工作。

⑵通(tōng)過Autoform分析結果(guǒ)，除了可以進(jìn)行開裂、起皺(zhou)、回彈等結果(guo)評判之外，還(hái)可以進行管(guan)材折彎、截面(miàn)畸變、咬邊♻️缺(que)陷、進料狀态(tài)評估及拼焊(han)線位置評估(gū)。

⑶對于“日”字鋁(lǚ)型材及不等(děng)壁厚鋁型材(cai)，由于軟件的(de)局限性，Autoform無⛷️法(fa)🚩完成相應的(de)分析工作，需(xū)要采用其他(ta)軟件開展此(ci)類零件的分(fèn)析工作。