因此，建立 U 形管有限元模型，并对 U 形管液压成形过程进行有限元仿真与分析，通过 对不同模具参数、加载内压力、补料量（送料速度）、U 形管与模具之间的摩擦系数、壁厚 等进行试验寻找最佳参数组合，探究弯曲轴线管液压成形中工艺设计的方法。文献综述

当今世界是节能环保与生产发展并重的，在生产发展的同时注重材料与能源的节约和对 生态环境的保护尤为重要。液压成形这项技术不但能提高产品的综合性能，而且能够减少加 工工序和零件加工数量，达到节约能源和材料的目的，理应成为工业生产中的重要加工方法。 正是因为这样的优势，国内外学者对于液压成形技术的研究越来越深入。

1.2 国内外研究现状及发展前景

1.3 本文的主要内容和组织结构

本课题选取了工业生产中常见的 U 形管件作为研究对象，对复杂管形件的液压成形机理 进行研究，并建立了 U 形管的有限元模型，同时对 U 形管液压成形进行有限元仿真分析。通 过对不同模具参数、加载内压力、补料量（送料速度）、摩擦系数、管材壁厚等因素进行试 验寻找最佳参数组合，探讨复杂管形件液压成形中工艺设计的方法。

第一章 主要介绍了关于液压成形技术的研究背景、液压成形技术的优势、国内外研究 现状和发展趋势以及提出了本课题的研究必要性。

第二章 对 U 形管液压成形进行理论分析，对影响液压成形成形性的主要因素进行理论 分析，建立仿真试验的理论基础、失效形式以及评价标准。

第三章 建立 Dynaform 对 U 形管液压成形进行模拟仿真的流程，建立试验所用的管材模 型和模具模型。

第四章 通过改变液压成形仿真试验中的加载内压力、送料速度、摩擦系数和壁厚等参数 进行 U 形管液压成形性能仿真的调试，对上述单因素逐一寻求合适的取值范围。

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第五章 用正交优化设计的方法对这些因素进行综合分析，寻找这些因素的较优水平组合， 为 U 形管液压成形工艺参数的选择提供可靠依据。

2 U 形管液压成形的理论分析

液压成形技术在塑型加工中是一项应用广泛的加工技术。液压成形又可分为管材液压成 形、板料液压成形和壳体液压成形。板料和壳体在液压成形时所使用的成形压力较低而管材 液压成形使用的压力较高，故管材液压成形又称为内高压成形。液压成形技术的优势在于可 以成形异型截面空心零件，从简单的圆截面可以成形为梯形、梯形、椭圆形或其他异型封闭 截面，传统冲压工艺与之相比则不能满足某些零件结构设计的需要。根据塑性变形的特点， 用于液压成形的管材可分为变径管、弯曲轴线和多通管三类。来!自~751论-文|网www.751com.cn

本课题研究的 U 形管的液压成形属于对称弯曲轴线复杂管件的成形。

2.1 U 形管件成形特点

由于 U 形管截面为常见的圆形截面，故不需经预成形可直接将 U 形管放入模具型腔进行 液压成形。液压成形工序为将管材放到成形模具内后，首先采用快速填充系统使管材充满压 力液体，再通过两端冲头引入高压液体并按一定加载曲线升压，在高压液体介质作用下管材 紧密贴靠着模具型腔形成所需形状的零件。

U 形管可以看成两段直管加一段中间的弯管构成，成形难点在于中间弯管部分，材料不 易流动，容易出现缺陷。