题目：典型零件冲击充液成形数值模拟及其实验研究

　　　在航空航天、汽车等工业领域，结构轻量化的需求日益迫切，特种材料复杂结构零件的应用也越来越广泛，对于某些具有小尺寸特征的大型零件，若利用充液成形技术来完全成形比较困难，尤其对于小特征部分很难在成形的基础上保证强度。冲击充液成形工艺是一种利用高能量液体的瞬间释放转换为液体冲击波进行零件弹塑性成形的先进制造技术，它可以提供一个瞬间高压来进行零件的成形，而且其成形速度明显高于传统的充液成形，成形过程会带来较高的应变率，对于某些对应变率敏感的材料，尤其对于塑性差的轻质合金材料，其材料的成形性也会随之发生变化，可以拓宽其在国防领域的应用范围。因此，对冲击充液成形的研究具有很强的现实意义。　　本文首先介绍了冲击充液成形工艺的原理及特点，并讨论了高速率环境下材料成形数值模拟的关键问题。在此基础上以板坯胀形为例，在有限元软件ANSYS/LS-DYNA中建立了冲击充液成形过程的有限元模型。同时，基于冲击充液成形实验设备完成了板坯的冲击充液成形实验。并通过对模拟结果和实验结果的板料变形情况的比较分析，验证了板材零件冲击充液成形过程的有限元模型的正确性。然后以此有限元模型为平台，通过数值模拟的方法研究了冲击充液成形关键参数的影响规律。研究表明，作用在板料上的冲击压力以及应变率因素都会影响材料的成形结果。最后通过数值模拟预测了应变率因素对常用合金材料成形性能的影响。鉴于管坯冲击充液成形过程的应力状态不同于板材，本文通过对管坯冲击充液成形过程的有限元模拟来研究其成形的特点与规律，并将数值模拟结果与已有的实验结果进行对比，验证了有限元模型的正确性。通过有限元模拟，分析了冲击载荷对管坯冲击充液成形结果的影响，同时研究了模具冲击对材料成形的影响规律。