【作 者】陳建彬;佐凱;靳凱;姬云峰;李紅;陶悅

　　【引 言】

　　卡箍是飛機上廣泛用于管路連接的標準件，對管道的連接固定有非常重要的作用， 卡箍的質(zhì)量問題也會影響飛機的飛行安全［１－２］。飛機上卡箍的工作環(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)生較大的殘余應力， 導致卡圈的成形質(zhì)量較差。ＧＨ４１６９ 高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度、 良好的抗熱腐蝕和斷裂韌性，被廣泛應用于航空航天領域和能源領域中的熱端部件， 但該合金在室溫下成形時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， 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度鋼制件強度的影響， 研究結果表明， 制件的強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高強鋼熱沖壓成形過程的影響，研究結果表明，沖壓速度過低會對成形質(zhì)量有影響， 零件成形后的最大應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］分析研究了高強鋼試件在高溫下達到破裂時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重。楊正東等［１２］對高溫高壓卡箍進行了改進和優(yōu)化，試驗驗證和轉(zhuǎn)機應用可以滿足使用要求，達到了國際先進水平。研究者大多針對汽車用鋼進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力、等效塑性應變和厚度的影響，并與試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，驗證沖壓有限元模擬的準確性， 以期對提高高溫合金卡圈的成形質(zhì)量提供一定的指導。

　　【結 論】

　?。?）在不同沖壓速度下，卡圈的殘余應力、應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)應力增大、應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，卡圈的殘余應力和厚度值在沖壓速度為１００ ｍｍ·ｓ－１ 時沖壓效果最優(yōu)， 等效塑性應變值在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變的差別不大。 綜合結果選取速度為 １００ ｍｍ·ｓ－１時沖壓效果最好。

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

　　以下是正文：