2)求出表面变形位移,即是油膜间隙。
3)液压柔性拉拔分析:在模具、流体润滑和流体介质成形力的作用下进行拉拔,求出流体的压力分布,油膜速度分布,拉拔力。
弹塑性静力分析取管材的任一纵截面,假设管材为理想弹塑性材料模型,采用厚壁圆筒模型,简化为轴对称平面应力问题,且端部开口,采用圆柱坐标系,由于应力和变形的对称性,在H方向无位移,即uH=0,且SrH=Srz=SzH,ur只与r有关。
由弹塑性力学可知<7>,管材表面在只受外压P的作用下,随着压力的P的逐渐增加,管材的应力也不断的加大,当应力组合达到某一值时,则由弹性状态进入到塑性状态,即在管材截面出现塑性变形,设管材的屈服极限为Rs:分别由Mises屈服准则,因为SrH=Srz=SzH=0,所以:(Rr-RH)2+(RH+Rz)2+(Rr-Rz)2=2R2s和Tresca屈服准则:Rr-RH=Rs分析,当P逐渐增加时,内部首先达到屈服,然后逐渐扩展到外部,且得到管材弹性极限值相同,为:Pe=Rs2(1-a2b2)(1)式中:Rr、RH、Rz三向正应力;a、b)分别为管材的内径和外径;P外部压力。
当继续增加压力时,即P>Pe时,在管材的内壁附近出现塑性区,并随着压力的的增加,塑性区逐渐向外扩展,其截面变形分为弹性和塑性两部分,分别对这两部分进行分析,当管材完全进入塑性状态时,分析可知此时的压力为塑性极限压力Pl,此时管材不能再承受外压,即流体静压不能超过这个值,得:Pl=Rs(1-ab)(2)212静压下管材表面位移分析根据液压柔性冷拔工艺的要求,对拔管模具进行了改进设计,并按其受力特点对管材表面简化受力分析,取中间横截面,如。
管材外部所加的均布载荷是前一步静力分析所得到的弹性极限压力和塑性极限压力之间的参考值。
液压柔性冷拔理论分析初始时管材在模具中静止,在静压作用下,使管材表面产生一定的位移量,可以说是宏观的润滑小池,这比普通的流体润滑所建立的油膜大很多。
也在管材和模具之间产生了不平度,根据流体动力润滑原理可知,形成流体动力润滑必须形成收敛的锲形结构。此时在一定的速度下进行拔管,并继续施加静压,这时管材在动压、静压以及拔制力的共同作用下,产生塑性变形。值得注意的是,管材和模具之间不再和普通的冷拔那样直接接触变形,而是通过特殊的液压油作为传力介质而使管材表面产生塑性变形,这就是液压柔性成型的机理。管材在液压油的作用下,大大减少了与模具之间的摩擦力,从而能提高管材表面的光洁度及其表面质量。