大径厚比不锈钢管小弯曲半径推弯成形缺陷影响因素研究

针对Φ60 mm×1 mm的1Cr18Ni9Ti薄壁管进行推弯成形数值模拟和试验,研究了其1D弯曲半径推弯成形缺陷。讨论了管坯α坡口的大小、聚氨酯填块厚度和硬度、反推力大小以及润滑方式对推弯成形缺陷的影响。结果表明,α角增大,有利于弯管内侧材料的流动,减少弯管弯曲内侧起皱的风险;聚氨酯填块的厚度小、硬度不足,易引起弯管起皱与端口畸变;当反推力F_2增大到70 MPa时,弯管与模具间的摩擦力增大,管的弯曲内侧起皱;反推力F_2减小为20 MPa时,支撑弯管的内压不足,导致弯管失稳塌陷与端口畸变;对小弯曲半径管推弯成形采用差异化润滑,能抑制起皱和端口畸变。模拟结果与试验结果较为吻合。     

大径厚比不锈钢弯管内胀冷推弯成形数值模拟及实验研究北大核心CSCD

通过对规格为Φ70 mm×2 mm的不锈钢管进行内胀冷推弯成形数值模拟和实验研究,讨论了管坯结构、聚氨酯填块填充方式、反推力大小及润滑方式对弯曲角度为118.5°的大径厚比不锈钢弯管成形质量的影响。结果表明:管坯采用补偿端头结构可有效抑制弯曲内侧的材料堆积增厚,降低弯曲内侧的起皱风险;与冲头相接触的聚氨酯填块厚度为30 mm、其余聚氨酯填块厚度为15 mm时,填块的支撑效果更好且更有利于力的传递;反推力会影响内压及材料流动,反推力过小时,管坯内压不足,弯曲内侧不贴模且出现起皱现象,反推力过大时,摩擦力也相应增大,不利于内侧材料流动,会导致材料堆积引起管壁弯曲内侧起皱;弯管成形时摩擦力直接影响材料流动,采用分区域润滑的方式可改善管壁弯曲内侧的材料流动,有效减小管壁弯曲内侧的起皱风险,并有利于提高直端推出量。     

大径厚比薄壁铝管1D弯曲半径成形方法

为解决大径厚比薄壁铝管在1D极难弯曲成形的技术瓶颈,对比现有液压填充、钢珠、松香及低熔点合金填充推弯成形技术优劣,提出一种采用聚氨酯弹性填料分块填充进行内胀冷推弯的成形方法。首先利用有限元反推模拟技术得到优化的1D弯曲半径弯头下料尺寸;其次利用优化下料尺寸对规格为Φ50 mm×1 mm的LF2M大径厚比薄壁铝管进行1D弯曲半径内胀冷推弯成形试验,主要研究了球形芯轴进给量对成形的影响。结果表明:通过反推模拟技术获得优化管坯下料尺寸方法具有可行性;球形芯轴的进给量是内胀冷推成形工艺的关键,增大进给量能提高径向压应力,消除失稳起皱及减小截面畸变程度,而径向压应力过大则易造成成形不足;球形芯轴进给量为75°时,整体成形效果较好,外侧最大壁厚减薄率为6%,最大截面畸变率为2. 3%,成功实现大径厚比薄壁管的1D弯曲成形。     

带长直管的小弯曲半径薄壁弯头推弯成形实验研究

带长直管的小弯曲半径(R=1D)薄壁弯头推弯成形极易产生成形不足、失稳起皱等缺陷。通过改变摩擦系数和成形内压两种工艺参数,研究带长直管的小弯曲半径弯头推弯成形。结果表明:管材内部压力的大小对弯头成形效果影响显著,压力太小会造成管材弯曲段产生失稳起皱的现象,压力太大则易造成弯管成形不足和弯管头部破裂等缺陷;管坯外壁与模具型腔摩擦力的大小对弯头成形亦有重要影响,摩擦力过大将阻碍管坯材料沿轴向的流动,降低弯头长度。实验采用聚氨酯填料作弹性介质,二硫化钼作润滑剂,内胀推弯成形带长直管的小弯曲半径薄壁弯头,其外侧壁厚减薄量控制在安全范围之内。     

小半径薄壁管材内胀推弯成形工艺分析及模具设计

对φ10 mm×1 mm、φ20 mm×1 mm和φ30 mm×1 mm等3种规格管件进行拉弯、滚弯以及数控弯曲工艺实验。结果表明,推弯加工成形工艺可以解决弯管内侧起皱、减薄以及椭圆度大的问题,弯管端部的收缩现象有所改善。     

小半径薄壁管内胀推弯成形模拟与实验分析

通过拉弯、滚弯及数控弯曲等传统方法对Φ10 mm×1 mm、Φ20 mm×1 mm、Φ30 mm×1 mm三种规格管件进行弯曲加工实验。针对传统方法加工中出现的断裂、内侧壁厚增厚、外侧壁厚减薄、起皱和椭圆度差等问题设计了推弯模具,利用Deform软件建立了内胀推弯成形模型并进行仿真分析。在模拟过程中,对不同内压下的每一类型的管件采集数据绘制壁厚变化曲线,选取3条波动较小的曲线进行对比,最后确定模拟效果最好的内压值。依据模拟结果,通过实验对3种规格的弯管进行内胀推弯成形实验,结果表明,该方法很好地解决了小半径弯管内外壁厚度不均匀、起皱、断裂等问题。     

基于ABAQUS有限元模拟铝合金小弯曲半径的内压推弯成形

内侧起皱、外侧壁厚减薄及横截面畸变等是管材弯曲成形过程中主要缺陷,对于小半径弯曲成形的管材尤为严重。采用有限元技术对φ32 mm×1 mm的LF2M铝合金管材在1倍相对弯曲半径时的推弯成形过程进行了数值模拟,得到了内压力、管坯与凹模之间摩擦系数等工艺参数对管件成形质量影响规律。结果表明,合理增加管坯与凹模之间摩擦系数能降低壁厚减薄,同时内压大小对控制截面畸变有重要影响,在摩擦系数0.06和15MPa内压成形工艺参数时能得到较好成形效果。     

内压与相对壁厚对薄壁管材弯曲成形的影响

针对薄壁管材弯曲成形中出现外壁拉裂、内壁起皱及截面畸变等成形缺陷,借助有限元数值模拟,研究了不同内胀压力下的成形效果和相同内压、不同相对壁厚对成形的影响规律。并在使用聚氨酯填料作为传力介质的条件下,采用内胀冷推弯工艺方法成形规格为Φ50 mm×1 mm和Φ50 mm×1. 5 mm的LF2M薄壁管材。结果表明:内压的增加能有效消除截面畸变缺陷,同时外侧壁厚减薄趋势增大;相对壁厚增加,则壁厚减薄降低,截面畸变趋势增加,所需成形内压更大。对薄壁铝合金管材进行弯曲成形试验,实际成形效果与模拟结果较为吻合。     

CT20钛合金薄壁管材数控冷弯成形行为研究

薄壁管材的小弯曲半径数控弯曲成形十分困难,外侧壁厚减薄是弯管成形中的加工缺陷之一,对于钛合金薄壁管尤为严重。采用模拟与实验相结合的方法,对规格为58 mm×1.5 mm的CT20钛合金管材数控弯曲成形过程中弯曲段的壁厚减薄进行了研究,得到相对弯曲半径对壁厚减薄的影响规律。结果表明,CT20钛合金管材冷弯成形时的极限相对弯曲半径(R/D)为2。     

管材数控弯曲中的起皱分析与控制

针对内高压成形过程中,对弯曲件质量的严格要求,研究了低碳钢管材的数控弯管过程。采用数值模拟和实验,分析了不同弯曲半径、芯棒和管坯的间隙、芯棒位置和有无防皱块等参数对起皱的影响。结果表明,随着弯曲半径、芯棒直径、芯棒伸出量的增大及采用防皱块的情况下,管材弯曲起皱的趋势减小;在数值模拟的基础上进行了试验研究,试验结果和数值模拟结果吻合较好。采用二倍管径的弯曲半径,芯棒和管材间隙0.015D的情况下,能够有效地避免了弯曲内侧的起皱和外侧的减薄,成形出合格的副车架弯曲件,满足后续的内高压成形。     

TA2钛环形管热推成形的三维有限元数值模拟

应用商业有限元软件ANSYS对TA2钛环形管热推弯曲成形过程进行了有限元数值模拟。并对成形过程中环形管内侧凹边、外侧凸边及侧面的应力、应变分布数据以及弯曲成形过程中壁厚的变化进行了分析。结果表明：管件峦变形过程中等效应力值总的变化随着弯曲角度的的增大而增大，而且弯曲管件的内侧凹边管壁的应力值比外侧凸边管壁要大，内壁受到压应力而外壁受到的拉应力；等效应力变数值内侧管壁的应变值比外侧管理壁要大，在弯曲过程中由于弯曲半径小，弯曲变形大，在弯制过程中，弯管内侧凹边受压缩使壁厚墙厚，而外侧凸边因受拉伸而壁厚减薄。数值模拟与实验所得结果一致。     

基于数值模拟的薄壁管冷弯成形工艺研究

薄壁管冷弯成形过程中最常见的缺陷有管坯内侧失稳起皱、外侧减薄破裂,为获得质量良好的某车用水冷管接头冷弯件,采用数值模拟方法分别研究了芯棒伸出量e、防皱块与管坯间隙c以及芯棒直径d等工艺参数对冷弯成形质量的影响.结果表明:随着芯棒伸出量e增大,管坯外侧壁厚减薄率γ增大,管坯内侧起皱趋势先减小再增大;随着管坯与防皱块的间隙...     

薄壁钢管内胀推弯成形数值模拟及实验研究

针对薄壁管材弯曲成形过程中内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,采用内胀推弯工艺成形规格为Φ30mm×0.3mm的1Cr18Ni9Ti薄壁管材。有限元模拟了不同内胀压力下,薄壁管成形性能和壁厚分布,并进行了实验研究。结果表明,该工艺可以很好的解决内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,对生产实践具有一定的指导意义。     

高强钢方管绕弯时截面参数对成形质量的影响

金属薄壁方管在绕弯加工中一般会产生横截面畸变、顶板减薄、底板起皱等成形缺陷。为了判断高强钢方管截面参数对弯管成形质量的影响程度,建立了方管绕弯成形的三维有限元模型,在截面边长与弯曲半径一定时,基于Dynaform软件对6种尺寸的JAC590Y方管的90°绕弯成形分别进行了模拟,得出了不同相对壁厚与相对圆角半径方管绕弯后的主要畸变参数。分析表明:高强钢方管经90°绕弯后,其横截面畸变最大的部位出现于弯管的前段,其截面角处于50°～90°之间;在方管的截面边长、弯曲半径及管坯与模具的间隙一定时,方管的相对圆角半径与相对壁厚越小,则管件的横截面畸变与最大壁厚减薄率便会越大,而管件底板也越容易沿纵向起皱或其皱曲越明显。     

低碳钢/铝合金双层管充液弯曲变形规律

为解决传统技术无法制造大径厚比、小弯曲半径铝合金薄壁弯管的难题,提出采用双层管充液弯曲新方法。运用数值模拟研究厚度比和内压对低碳钢/铝合金双层管充液弯曲过程中起皱行为和壁厚分布的影响。结果表明,随着厚度比的增加,起皱的现象得到缓解直至消除,内层弯管外侧减薄率逐渐减小,壁厚分布更为均匀;随着内压的增加,起皱现象逐渐延缓,内层管壁厚最大减薄率增加,因此增加厚度比和内压均有助于提高双层管弯曲成形的稳定性。通过实验成功研制出径厚比为63的铝合金薄壁弯管件,外侧最大减薄率为24%。     

阿基米得螺线系数选择对模拟钛弯管推扩成形的影响

采用MSC公司的Superform软件对不同阿基米得螺线系数下的热推扩进行了模拟.扩径段采用了3种不同的系数并分析了不同系数下对热推扩成形弯管的影响.结果表明:扩径变形段中心轴线采用曲率半径渐变的阿基米得螺线,有利于管坯凹面金属充分向凸面流动,避免了传统弯曲变形内侧受压增厚,外侧受拉减薄;阿基米得螺线系数a≤0.9时,环向厚度差大;a≥l.3时,容易出现起皱和45°剪切变薄.本试验范围内,a值取1.0最佳.     

薄壁管数控弯曲截面畸变的实验研究

截面畸变是薄壁管小弯曲半径数控弯曲成形容易出现的成形缺陷之一。文章采用实验法,研究了芯头个数、芯棒伸出量、弯曲角度、压块润滑状态、相对弯曲半径、材料等因素对截面畸变的影响;并提出了减小截面畸变的有效措施。结果表明,增加芯头个数与芯棒伸长量都能减小弯管的截面畸变,但两者都导致弯管壁厚减薄量增大;随着弯曲角度的增加,截面畸变越严重,相对弯曲半径越小,无芯棒与芯头支撑段弯管的截面畸变愈严重;在压块无润滑情况下,弯管的截面畸变和壁厚减薄量都小,并且在同等弯曲条件下,1Cr18Ni9Ti弯管的截面畸变小于LF2M弯管。     

薄壁管数控绕弯成形壁厚减薄的主要影响因素研究

针对薄壁圆管数控绕弯精确成形过程在多因素作用下容易出现外侧壁厚减薄的物理过程,基于Dynaform建立了数控绕弯三维有限元模型并验证了模型的可靠性.研究了材料参数、顶推装置、弯曲角度、相对弯曲半径、芯棒伸出量、芯头个数对管材数控绕弯成形外侧壁厚减薄的影响规律.结果表明:LF2M铝合金比1Cr18 Ni9Ti不锈钢减薄严重,但是截面畸变程度小于1Cr18Ni9Ti;相比尾部没有安装顶推装置的管坯,加装了顶推的弯管壁厚减薄率降低了大约5％;随着弯曲角度和弯曲半径的增大,减薄率也逐渐增大;芯棒伸长量和芯头个数也是影响减薄的重要因素,芯棒伸出越多,弯管壁厚减薄率越大,增加芯头也会增大减薄率.     

缠绕式弯管工艺对管壁厚度影响的数值分析

采用大型通用有限元分析软件ANSYS对缠绕式弯管制造工艺进行数值模拟分析，计算出弯管在弯制成形后的外壁减薄率和内壁增厚率、弯管的应力应变分布等相关工艺参数，并比较了不同的相对弯曲半径对壁厚减薄的影响。     

小半径薄壁管材内胀推弯成形制造工艺研究

针对薄壁小半径弯曲管生产过程中易出现的变薄、断裂、起皱等难点,运用中性层偏移理论对弯管受力与变形特点进行分析,采用内胀推弯的工艺生产1Cr18Ni9Ti薄壁小半径弯曲管,并对生产原理、工艺、模具设计作了介绍.实践结果表明,该工艺很好地解决了小半径弯管外壁减薄、断裂等问题,对生产实际具有一定的借鉴意义和参考价值.