间隙对TA18高强钛管数控弯曲成形截面畸变及壁厚变化的影响

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了TA18高强钛管数控弯曲成形过程三维有限元模型,并验证了模型的可靠性;采用该模型模拟分析了模具与管材之间的间隙对TA18高强钛管数控弯曲成形截面畸变和壁厚变化的影响规律。结果表明:减小芯棒/管材的间隙、弯曲模/管材的间隙和压块/管材的间隙可以降低截面畸变程度;减小弯曲模/管材的间隙、压块/管材的间隙或增加芯棒/管材的间隙可以减小壁厚减薄率;增大弯曲模/管材的间隙、芯棒/管材的间隙和压块/管材的间隙可以降低壁厚增厚率;防皱块/管材的间隙对截面畸变和壁厚变化影响不大。获得了较佳的芯棒/管材的间隙值、弯曲模/管材的间隙值、压块/管材的间隙值和防皱块/管材的间隙值,分别为0.075、0.1、0.1和0.1 mm。     

间隙对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材数控弯曲截面质量的影响

基于ABAQUS/Explicit,建立了0Cr21Ni6Mn9N(21-6-9)不锈钢管材数控弯曲成形的三维弹塑性有限元模型,模拟分析了管模间隙对管材弯曲成形截面质量的影响规律。结果表明:壁厚减薄和截面畸变程度在中间部位严重,在弯曲平面和初始弯曲平面附近较小;随着芯棒与管材间隙的增大,壁厚减薄率减小,截面畸变程度先减小后增大;随着弯曲模与管材间隙的增大,壁厚减薄率和截面畸变程度增大;随着防皱块与管材间隙的增大,壁厚减薄率和截面畸变程度先减小后基本不变;压块与管材间隙对弯管截面质量的影响不显著。     

芯模参数对高强度薄壁管数控弯曲成形质量的影响

薄壁管数控弯曲成形中的柔性芯模是影响薄壁管成形质量的关键因素。利用有限元分析软件Dynaform建立了高强度薄壁管数控弯曲过程的有限元模型,并对其可靠性进行实验验证。研究了芯棒与管材间隙、球芯棒个数、球芯棒与管材间隙、芯棒与管材摩擦条件等芯模参数对高强度薄壁管数控弯曲过程中壁厚变化和截面畸变的影响规律。结果表明:随着芯棒与管材间隙的增大,壁厚减薄率减小,截面畸变率增大不明显,芯棒与管材间隙主要影响管材弯曲结束位置;随着球芯棒个数的增加,壁厚减薄率增大,截面畸变程度减小;随着球芯棒与管材间隙的增大,壁厚减薄率减小,截面畸变率增大;芯棒与管材内壁的摩擦越小,越有利于降低壁厚减薄率。     

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲成形性的影响

基于Abaqus有限元平台建立了0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲有限元模型,分析了管材与模具间隙对管材弯曲成形性的影响,同时验证了模型可靠性。结果表明:弯管外凸侧壁厚减薄率与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;弯管内凹侧壁厚增厚率与管-弯曲模间隙、管-防皱模间隙呈正相关关系,而与管-压力模间隙呈负相关关系;弯管横截面椭圆度与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;管材与模具间隙对壁厚减薄率及横截面椭圆度影响的趋势一致。     

6061-T4薄壁铝合金管数控弯曲回弹规律(英文)

以规格为50.8mm×0.889mm(管材外径×管材壁厚)的高性能薄壁6061-T4铝合金管为对象,采用单因素实验分析和基于全过程三维有限元模拟的正交方法,获得多个弯曲成形参数对6061-T4薄壁铝合金管数控弯管回弹的影响。结果表明:1)弯管回弹角随弯曲角度的增大而总体呈线性增大;2)影响弯管回弹的显著性因素从高到低排列为:芯棒管材间隙,弯曲半径,压模管材摩擦,防皱块管材间隙,压模管材间隙,助推速度,芯模管材摩擦和芯球个数;3)显著性成形参数对回弹的影响规律与不锈钢和钛合金相似:回弹角随弯曲速度、芯棒管材间隙、相对弯曲半径、防皱模管材间隙、压力模摩擦系数、压力模相对助推速度的增大而增大,随芯棒伸出量、芯球个数和芯棒摩擦系数的增大而减小。     

摩擦对帽型材绕弯截面畸变影响研究

模具与帽型材间的摩擦是决定型材截面畸变的关键因素之一,严重影响其成形精度和成形质量。为了了解摩擦对截面畸变的影响规律,基于软件ABAQUS建立了5052铝合金帽型材绕弯过程的有限元模型,并验证了模型的可靠性。然后,研究了弯曲模、压块、夹块及防皱块与型材间摩擦对截面畸变的影响。结果表明:随着夹块与型材间摩擦的增大,截面畸变减小;随着弯曲模与型材间摩擦的增大,截面畸变减小;随着压块与型材间摩擦的增大,截面畸变也减小;随防皱块与型材间摩擦的增大,截面畸变不显著。     

模具与管材不同配合条件下中强TA18厚壁钛管数控弯曲变形行为

采用基于ABAQUS建立的中强TA18钛合金厚壁管数控弯曲有限元模型,研究了不同配合参数条件下中强TA18钛合金厚壁管数控弯曲过程中的壁厚变化和截面扁化行为,确定了适合于中强TA18厚壁管数控弯曲的压力模、弯曲模与管材间隙和摩擦的选取原则。结果表明,压力模和弯曲模与管材的间隙,对壁厚增厚率的影响较减薄率的影响显著,过大的压力模与管坯间隙会造成内侧小凸包缺陷,过大的弯曲模与管材间隙会造成外侧壁的严重塌陷。因此,弯曲模和压力模与管材的间隙应取较小的值;压力模和弯曲模与管材间的摩擦,对壁厚变化和截面扁化影响不大,因此,压力模和弯曲模与管材间可选用航空润滑油或拉深油进行润滑。     

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。     

Ti35合金管材数控弯曲成形规律有限元模拟研究

利用Abaqus有限元软件对新型耐蚀Ti35合金管材的数控弯曲过程进行了模拟研究。研究了弯曲角度、芯棒伸出量、压块相对助推速度和相对弯曲半径对Ti35合金管材成形结果的影响。结果表明,Ti35合金管材数控弯曲截面扁化率和回弹角随弯曲角度的增大而增大;弯曲变形越剧烈(如减小弯曲半径、压块相对助推速度,或增大芯棒伸出量),壁厚减薄率越大,回弹角越小。截面扁化率随芯棒伸出量、相对弯曲半径的增大而减小。     

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.     

基于弹性模量变化的管材绕弯截面畸变有限元分析

为了实现0Cr21Ni6Mn9N高强不锈钢管材精确绕弯成形,建立了考虑弹性模量变化的管材绕弯成形全过程有限元模型,研究了工艺参数对管材绕弯截面畸变的影响,并分析了截面畸变对工艺参数的敏感性。结果表明：考虑弹性模量变化时,截面畸变率的变化趋势与未考虑弹性模量变化时基本一致,但数值较大,且更接近实验结果;截面畸变率随着管材与芯模之间的摩擦因数f_m、管材与压力模之间的间隙C_p、管材与芯模的间隙C_m的增大或管材与压力模之间的摩擦因数f_p、芯模伸出量e的减小而增大;截面畸变对e最为敏感,其次依次为f_m、C_m、f_p,而对C_p最不敏感;最佳工艺参数范围为：f_p=0.25～0.40、f_m=0.05～0.15、C_p=0.075～0.100 mm、C_m=0.075～0.150 mm、e=0.5～2.0 mm。     

芯棒结构对薄壁管材自由弯曲成形质量的影响

为提高不锈钢薄壁管材自由弯曲的成形质量,在管材内部加入芯棒以降低自由弯曲管材起皱和截面畸变的程度。建立了内置芯棒下自由弯曲成形的力学模型,采用有限元模拟与成形实验相结合的方法,研究了芯棒位置、芯球个数,以及芯棒与管材内壁间隙对自由弯曲成形过程中不锈钢薄壁管材应力、应变分布,截面畸变率和壁厚分布的影响规律。研究结果表明:位于管材变形区的芯球可对薄壁管材内壁起支撑作用;在保证芯球间互不干涉的情况下,芯球数量越多,对管材成形质量的改善程度越大;当芯棒与管材间隙处于合理范围时,自由弯曲成形后的管材外侧壁厚减薄率和截面畸变率较小。     

弯模间隙对5A06管弯曲横截面畸变及壁厚变化的影响

通过对5A06管材的弯曲实验和不同弯模间隙下的有限元模拟发现：弯管横截面长、短轴变化率和外侧壁厚减薄均随弯曲模间隙的增大而增大,弯管内侧壁厚增厚随弯曲模间隙的增大而减小。采用弯模实际装配间隙进行建模,可获取与实际弯曲更为接近的仿真效果并提高计算精度。     

内压对薄壁管充液压弯时的影响

失稳起皱和截面畸变是薄壁管弯曲成形过程中的主要缺陷,通过数值模拟和实验的方法,研究了液压支承下管材的弯曲变形行为,进行了从无内压到内压为18MPa的管材充液弯曲成形,分析了充液弯曲成形过程中的内压值对成形的影响,给出了成形后的不圆度和典型点壁厚减薄率的变化规律,结果显示,随着充液压力的增加,管材的截面不圆度逐渐减小,管材内侧壁厚增厚趋势减小,外侧壁厚减薄趋势增大。并根据模拟结果给出了成形后的典型点的应力状态。     

芯棒对薄壁TA2钛管冷推弯曲成形影响的研究

为了掌握芯棒参数对大口径薄壁钛管材冷推弯曲成形质量的影响规律,选取了直径为Ф219 mm、壁厚为3.2 mm的TA2管材为研究对象,基于DYANFORM有限元软件建立了TA2钛管材冷推弯曲有限元模型,并利用冷推实验验证了所建模型的可靠性。基于所建的有限元模型,研究了芯棒结构、芯棒直径、芯棒形式对大口径薄壁TA2管材冷推成形结果的影响规律。研究结果表明:阶梯式芯棒可以有效预防成形弯头起皱现象的发生;随着芯棒直径的减小,外弧侧壁厚减薄率先增大后减小,内弧侧壁厚增厚率和截面椭圆度均有增大的趋势,内间隙的合理取值区间为0.5~1.5;刚性芯棒和液压均可以有效限制截面畸变的发生。     

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲回弹的影响研究

建立了0Cr18Ni9不锈钢管材大曲率无芯弯曲回弹角的数学模型,并通过Abaqus软件建立了它的有限元模拟模型,模拟和分析了管材与模具的间隙对管材弯曲回弹角的影响。通过试验验证了有限元模型的可靠性。结果表明:管材回弹角随着管-弯曲模间隙增大而增大;管材回弹角随着管-夹模、镶模的间隙增大而增大;管材回弹角随着管-压模间隙增大而减小;管材回弹角随着管-防皱模间隙增大而增大,但效果不明显。     

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。     

芯棒伸出量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量的影响

利用有限元模拟软件ABAQUS建立了0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的数据弯曲、抽芯及回弹全过程有限元模型,并对其可靠性进行了验证;研究了芯棒伸出量e对横截面畸变、壁厚变化、起皱趋势和回弹角的影响规律。结果表明,随着芯棒伸出量的增大,管材横截面畸变率和回弹角减小,当芯棒伸出量大于2.5 mm时,管材出现"鹅头"现象;外侧壁厚减薄率随着芯棒伸出量的增大而增大,内侧壁厚增厚率随着芯棒伸出量的增大而有所减小,但减小趋势不明显;弯管内侧起皱趋势随着芯棒伸出量的增大先减小后增大;最后获得了合适的芯棒伸出量范围为1.5~2 mm。     

基于显著性的薄壁铝合金管小弯曲半径数控弯曲工艺参数优化(英文)

薄壁铝合金管小弯曲半径数控弯曲是个多因素耦合、多模具约束下的复杂过程。提出以有限元模拟为基础,基于显著性的工艺参数优化方法,即采用析因因子设计分析工艺参数对成形质量,即最大壁厚减薄率和最大截面畸变变化率影响的显著性,获得影响显著的参数,即管与防皱模间间隙的最优值,并确定其他影响不显著的参数值,包括管与模具间的间隙和摩擦、芯棒伸出量和助推速度。结果应用于规格为d50mm×1mm×75mm和d70mm×1.5mm×105mm(管外径D0×管壁厚t0×弯曲半径R)的铝合金管弯曲,获得了合格的管件。     

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。