脉动液压胀形技术

本书是讲解脉动液压胀形技术的成形机理及变形规律的专业著作。重点阐述不锈钢管材在脉动液压成形时的塑性硬化规律、动态摩擦特性、组织结构演变、起皱规律等，以及AZ31B镁合金板在脉动液压加载方式下的成形规律。

主要内容包括脉动液压胀形技术概况、脉动液压胀形试验系统、管材脉动液压胀形的变形规律、管材脉动液压胀形时的成形极限图、管材脉动液压胀形时的动态摩擦特性、管材脉动液压胀形的皱纹类型判别、脉动液压加载时管材轴压胀形的起皱规律、管材脉动液压胀形时的塑性硬化规律、脉动液压加载下管材的径压胀形，以及镁合金板材脉动液压胀形的变形规律等。

本书可为从事先进制造技术、精密塑性成形、材料加工工程及其相关专业的技术人员提供帮助，也可供以上专业的研究生学习参考。

第1章绪论001

1.1液压胀形技术001

1.1.1管材液压胀形技术001

1.1.2板材液压胀形技术003

1.1.3壳体液压胀形技术004

1.2管材脉动液压胀形技术005

1.2.1研究现状006

1.2.2科学问题009

1.3镁合金板液压胀形技术011

第2章脉动液压胀形试验系统014

2.1概述014

2.2脉动液压加载曲线014

2.3液压及脉动产生系统016

2.3.1液压产生系统016

2.3.2脉动产生系统016

2.4液压胀形试验装置018

2.4.1管材自然胀形018

2.4.2管材轴压胀形019

2.4.3管材径压胀形021

2.4.4板材液压胀形022

2.5数据采集系统024

2.5.1力和位移检测024

2.5.2变形数据采集024

第3章管材脉动液压胀形的变形规律028

3.1概述028

3.2轴向壁厚分布及最大减薄率028

3.2.1轴向壁厚分布029

3.2.2最大减薄率031

3.3轴向轮廓形状及最大胀形高度032

3.4应变变化规律034

第4章管材脉动液压胀形时的成形极限图036

4.1概述036

4.2管材成形极限图的研究现状036

4.3管材液压胀形成形极限试验研究038

4.3.1试验管材038

4.3.2应变状态的产生038

4.3.3液压胀形试验过程039

4.4脉动液压对成形极限图的影响040

第5章管材脉动液压胀形时的动态摩擦特性045

5.1概述045

5.2摩擦系数测量方法的研究现状045

5.3接触压强和摩擦系数的测量原理及方法046

5.3.1接触压强与液体压强的关系式046

5.3.2导向区摩擦系数的测量方法047

5.3.3导向区摩擦系数的分析思路048

5.4接触压强及摩擦测量试验系统及试验过程048

5.4.1测量试验系统048

5.4.2测量试验过程051

5.5脉动液压对接触压强及摩擦系数的影响052

5.5.1接触压强与液体压强的关系052

5.5.2脉动液压对摩擦系数的影响054

第6章管材脉动液压胀形的皱纹类型判别058

6.1概述058

6.2管材液压成形中起皱的研究现状058

6.3管材液压胀形时皱纹类型的判别059

6.3.1几何判别式059

6.3.2力学判别式062

6.4管材轴压胀形试验研究064

6.4.1试验条件064

6.4.2试验过程065

6.5皱纹类型预测结果讨论与分析065

6.5.1试件的壁厚分析065

6.5.2皱纹类型判据的验证066

6.5.3皱纹类型预测方法对比067

第7章脉动液压加载时管材轴压胀形的起皱规律069

7.1概述069

7.2皱纹的演变过程069

7.3起皱程度的评估071

7.4脉动液压对起皱的影响072

7.4.1脉动振幅的影响072

7.4.2脉动频率的影响073

7.5管材轴压胀形时皱纹的控制与利用074

7.5.1皱纹类型路径分布图的创建074

7.5.2起皱程度与成形参数的关系075

第8章管材脉动液压胀形时的塑性硬化规律079

8.1概述079

8.2管材塑性硬化规律的研究现状079

8.3管材的等效应力-应变关系的构建思路080

8.4管材液压胀形时应力和应变方程式082

8.4.1轴向轮廓子午向和环向应力082

8.4.2轴向轮廓形状曲线084

8.4.3等效应变及等效应力085

8.5管材自然胀形试验研究086

8.5.1试验系统086

8.5.2试验条件086

8.6管材的等效应力-应变曲线分析087

8.6.1等效应力-应变曲线的对比087

8.6.2脉动液压的影响分析090

第9章脉动液压加载下管材的径压胀形093

9.1概述093

9.2管材径压胀形的研究现状093

9.3管材径压胀形的试验研究094

9.4管材径压胀形的变形规律095

9.4.1两种液压加载方式下的成形性对比095

9.4.2脉动液压对成形性的影响096

9.5液压加载方式对微观组织的影响098

9.5.1金相检测试验098

9.5.2微观组织的对比098

9.5.3脉动液压的影响100

9.6管材成形性提高的微观机理101

第10章镁合金板材脉动液压胀形的变形规律104

10.1概述104

10.2镁合金板材液压胀形的研究现状104

10.3镁合金板材脉动液压胀形试验方法105

10.3.1试验条件105

10.3.2试验过程106

10.3.3尺寸测量106

10.4镁合金板材液压胀形的模拟方法108

10.5两种液压加载方式下的成形性对比109

10.5.1最大胀形高度110

10.5.2试件壁厚分布111

10.6脉动液压参数对镁合金板材成形性的影响113

10.6.1对最大胀形高度的影响113

10.6.2对最小壁厚的影响114

10.7镁合金板材脉动液压胀形的破裂形态116

10.7.1线性液压加载时的破裂状态116

10.7.2脉动液压加载时的破裂状态117

第11章研究结论与技术展望121

11.1研究结论121

11.1.1管材脉动液压胀形的研究121

11.1.2镁合金板材脉动液压胀形的研究125

11.2技术展望125

附录符号表127

参考文献132 2100433B

1、本书是讲解脉动液压胀形技术的成形机理及变形规律的专业著作。

2、重点阐述了不锈钢管材在脉动液压成形时的塑性硬化规律、动态摩擦特性、组织结构演变、起皱规律等。

3、着重阐述了AZ31B镁合金板在脉动液压加载方式下的成形规律。

杨连发，男，1965年生，汉族，贵州黎平人，工学博士，教授，博士生导师。1986年、1989年分别从哈尔滨工业大学学士、硕士毕业，2006年从西安交通大学博士毕业。现在桂林电子科技大学工作。

2005~2006年曾赴日本横浜国立大学、日本丰桥技术科学大学作访问学者，2015年曾赴加拿大麦克玛斯特大学作高级访问学者。

主要研究领域为液压成形技术、塑性加工及装备、模具CAD/CAM/CAE技术等。

2014年以来，先后主持国*家*级、省部级科研课题十余项；在国内外重要学术期刊发表学术论文34篇，其中27篇被SCI、EI收录；拥有国家授权专利30项，其中发明专利14项。

其工作原理为，由乳化液泵来的乳化液经过手动阀后，分成二路，分别经过减压阀供给叶片旋转马达和机体旋转马达。液压叶片旋转马达带动通风机叶片旋转，产生定常射流；同时风机体旋转，在其周围转化成环绕脉动风流。脉动风流的风量和脉动频率可通过液压控制阀组实现无级调节。

该通风机主要特性：

（1）乳化液动力源和抗静电和阻燃工程塑料叶轮，具有可靠的无火花防爆性能，可在有矿井瓦斯或可燃气体爆炸危险的通风工程中使用；

（2）液压马达驱动叶轮和机体，产生双旋转脉动射流，不仅有效射程长，冲淡瓦斯的扩散系数高，而且还有对瓦斯仓储区的柔性排放效应等特性，特别适合于采煤工作面上隅角瓦斯积聚的有效治理或类似的目的；

（3）网式开放与螺式封闭巧妙结合的防护笼体，不仅提高了脉动通风的效果，而且对作业人员的安全和健康具有保护作用 。

脉动通风技术就是利用风流的紊流扩散系数与风流脉动特性相关的理论，研制的一套技术可靠、经济合理且实用的脉动风机。在正常通风风流中叠加脉动风流，从而增加风流的紊流扩散系数，提高风流驱散局部积聚瓦斯的能力，从根本上解决回采工作面上隅角瓦斯积聚问题。

针对脉动通风机运行环境的特殊安全要求，在其动力方面考虑采用气压或液压作为动力源。由于综采工作面都有配套的乳化液泵站，因此对于综采工作面确定采用高压乳化液作为动力源，这样也可简化通风机的动力系统。在叶轮材质方面，选用具有抗静电和阻燃性能的高强度工程塑料 。

脉动流速有大有小，有正有负，为了比较不同点水流脉动的强弱，常用脉动流速的均方根来表示，称脉动强度。