钢-铝合金薄壁管压缩塑性连接成形性分析

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2020年第8期北京时间：

作者：余海燕，于浩波，吴航宇

单位：同济大学 汽车学院，上海201804

摘要：以St16钢管和6061铝合金管为对象，分析了一种新的薄壁管塑性连接方法连接这2种金属薄壁管的可行性。基于Abaqus软件建立了压缩塑性连接仿真模型，设计了薄壁管塑性连接专用模具，通过实验对仿真模型进行了验证。重点讨论了压缩塑性连接过程中管坯的相对自由长度、模具与管坯间隙、芯棒与管坯间隙对成形性的影响规律。结果表明，基于压缩形成褶皱的塑性连接方法适合于异质金属薄壁管的连接；压缩塑性连接的关键技术在于正确设计管坯自由长度、管坯与芯棒、管坯与模具间隙量，使被连接两管在压缩失稳之后的塑性变形量和变形方向协调，确保内外褶皱的波形轮廓接触紧密。对研究的St16/AA6061薄壁管，管坯相对自由长度满足1.250<lg/r0<1.625、模具与管坯外表面间隙为0.07~0.20倍的壁厚、芯棒与管坯间隙为0.07~0.27倍的壁厚是压缩塑性连接成功的前提条件。

关键词：薄壁管,塑性连接,压缩失稳,异质金属,成形性

基金资助：上海市自然科学基金（19ZR1460100）