【作 者】陳建彬;佐凱;靳凱;姬云峰;李紅;陶悅

　　【引 言】

　　卡箍是飛機(jī)上廣泛用于管路連接的標(biāo)準(zhǔn)件，對管道的連接固定有非常重要的作用， 卡箍的質(zhì)量問題也會(huì)影響飛機(jī)的飛行安全［１－２］。飛機(jī)上卡箍的工作環(huán)境一般比較惡劣， 經(jīng)常在高溫高壓條件下工作， 而卡圈是保證卡箍在高溫高壓下仍能密封的關(guān)鍵部件［３］。 傳統(tǒng)卡圈材料在加工中易產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力， 導(dǎo)致卡圈的成形質(zhì)量較差。ＧＨ４１６９ 高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、 良好的抗熱腐蝕和斷裂韌性，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和能源領(lǐng)域中的熱端部件， 但該合金在室溫下成形時(shí)的變形抗力和回彈比較大， 而熱成形可以降低變形抗力，減小彈性恢復(fù)， 提高成形精度［４－５］?？ㄈσ话悴捎脹_壓成形加工， 而在沖壓工藝中，沖壓速度對成形質(zhì)量具有重要的影響［６－７］， 因此，探究沖壓速度對ＧＨ４１６９高溫合金卡圈沖壓成形質(zhì)量的影響具有重要意義。

　　倪朝敏等［８］研究了不同沖壓成形速度對超高強(qiáng)度鋼制件強(qiáng)度的影響， 研究結(jié)果表明， 制件的強(qiáng)度隨著沖壓速度的增大而提高。 劉全義等［９］研究了板料初始溫度及沖壓速度對２２ＭｎＢ５高強(qiáng)鋼熱沖壓成形過程的影響，研究結(jié)果表明，沖壓速度過低會(huì)對成形質(zhì)量有影響， 零件成形后的最大應(yīng)力隨沖壓速度的增大出現(xiàn)先減小后增大的趨勢。李奇涵等［１０］分析研究了高強(qiáng)鋼試件在高溫下達(dá)到破裂時(shí)的成形極限及成形效果， 發(fā)現(xiàn)板料的最大成形極限量隨溫度的升高而增大， 在７００ ℃ 時(shí)板料成形效果最佳，試件的成形性好。 居龍等［１１］研究了沖壓速度對鋁合金５１８２－０ 拉伸性能的影響，發(fā)現(xiàn)沖壓速度越低，零件圓角處的破裂越嚴(yán)重。楊正東等［１２］對高溫高壓卡箍進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，試驗(yàn)驗(yàn)證和轉(zhuǎn)機(jī)應(yīng)用可以滿足使用要求，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。研究者大多針對汽車用鋼進(jìn)行了不同成形速度下的沖壓性能研究， 但對于高溫合金的沖壓成形性能的研究較少。

　　本文以ＧＨ４１６９高溫合金為材料，使用ＡＢＱＵＥＳ軟件建立卡圈沖壓成形的有限元模型，探究沖壓速度對卡圈沖壓成形后殘余應(yīng)力、等效塑性應(yīng)變和厚度的影響，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證沖壓有限元模擬的準(zhǔn)確性， 以期對提高高溫合金卡圈的成形質(zhì)量提供一定的指導(dǎo)。

　　【結(jié) 論】

　?。?）在不同沖壓速度下，卡圈的殘余應(yīng)力、應(yīng)變以及厚度的變化趨勢均大致相同，且在卡圈曲率較大處出現(xiàn)應(yīng)力增大、應(yīng)變集中以及厚度減小的現(xiàn)象。

　?。?）控制其他條件相同的情況下，隨著沖壓速度的增大，卡圈的殘余應(yīng)力和厚度值在沖壓速度為１００ ｍｍ·ｓ－１ 時(shí)沖壓效果最優(yōu)， 等效塑性應(yīng)變值在２００ ｍｍ·ｓ－１下效果最優(yōu)， 但在 １００ 和２００ ｍｍ·ｓ－１的速度下等效塑性應(yīng)變的差別不大。 綜合結(jié)果選取速度為 １００ ｍｍ·ｓ－１時(shí)沖壓效果最好。

　?。?）選取沖壓速度１００ ｍｍ·ｓ－１進(jìn)行試驗(yàn)， 測得厚度的變化趨勢與仿真結(jié)果較為吻合，說明有限元仿真是預(yù)測成形過程和優(yōu)化成形工藝參數(shù)的有效方法。

　　以下是正文：