管狀排氣系統部件是液壓成形工藝的理想選擇，排氣部件通常由兩個沖壓外殼混合焊接而成，單件液壓成形件的主要優點是消除了焊接和裝配操作，本文興迪源機械帶來排氣部件成形案例研究及其內高壓成型仿真方案。
一、管狀排氣系統部件簡述：
管狀排氣系統部件是液壓成形工藝的理想選擇，圖11-13所示的排氣部件通常由兩個沖壓外殼混合焊接而成。這些部件上的MIG焊接接頭是排氣泄漏和應力集中點的可能來源，可能導致過早腐蝕和耐久性故障。
單件液壓成形件的主要優點是消除了焊接和裝配操作，該部件的小直徑為2.0英寸（50.8毫米），擴展到3的大偏移直徑。825英寸（97.2毫米），組件材料為409不銹鋼管，2.0英寸（50.8毫米）直徑，0.71英寸（1.8毫米）厚。
二、內高壓成形仿真方案：
1)內高壓成形仿真方案1:
內高壓成形該部件的最具成本效益的方法是連接如圖11-13所示的部件。這種端到端的連接方法可以從一根管子中產生四個零件，而廢料最少。
對于需要節段顯著膨脹以上的部件，有必要將材料從部件端部推送（端送）；在制造原型工具之前，進行了有限元計算機模擬研究，以證明液壓成形的可行性。
建立合適的有限元模型所需的數據為：
1、部件的CAD表面數據；
2、材料特性包括：
1/E值（楊氏模量）；
2/泊松比；
3/密度；
4/真應力/真應變曲線（管材拉伸試驗結果）；
5/成形極限圖（FLD）。
使用合適的前、后處理計算機程序，部件cad表面足以進行初步分析，以創建有限元模型。
本研究使用電腦版的femb和lsdyna3d。
上下模具表面的表示是使用FEMB中可用的“自動嚙合”技術從部件CAD數據創建的。利用該方法，可以在合理的時間內建立有限元模型，快速地得到分析結果。
液壓成形方案1的有限元模型如圖11-14所示，利用該模型對各種液壓成形參數的結果進行了預測，評價了不同進料量和不同內壓歷史的影響。
分析結果包括：
1）過程動畫；
2）厚度變化圖；
3）應力/應變圖；
4）成形極限圖。
這種內高壓成形附加零件方法的預測結果證明，用這種方法不能完全成功地制造出零件。對于最大進給量，如圖11-14所示，預測的材料減薄率超過40%，在某些區域有不可接受的皺褶。
圖11-17中的FLD圖也預測了選項1的部件故障，計算機上的過程動畫可以提供對工具內部可能的材料流動行為的獨特見解。
觀察這種材料流通常可以導致更好的設計決策，從而改進產品和工具設計；在這種情況下，有限元分析研究清楚地表明，內高壓成形的這種選擇是行不通的，因此需要評估另一種選擇。
2)內高壓成形仿真方案2:
先前的研究表明，膨脹量必須減少，為了實現較低的膨脹，導出了圖11-15所示的組件連接方法。
在該選項中，兩個組件由管狀坯料制成，管端從兩側推入，用于端部進料中心部分被切掉并丟棄。
圖11-15中還顯示了FEA模型代表性選項，原型排氣錐及其預測厚度輪廓圖如圖11-16所示，部件中心廢料部分的材料稀釋率為33%。
圖11-16
完全成形的部件的預測形狀沒有褶皺。在成形極限圖上繪制的預測主應變和小應變如圖11-17所示。
當選項1的結果在失敗區域時，選項2的結果在安全區域，因此，為原型和生產液壓成形工具設計選擇了方案2的幾何結構，如圖11-16所示的組件已成功生產，目前正在大批量生產中。
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