小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹规律

航空用小直径铝合金管在数控弯曲卸载后会产生比较明显的回弹现象,影响零件的几何和形状精度。基于有限元软件AUTOFORM,建立了LF6铝合金管数控弯曲弹塑性有限元模型。利用该模型,研究了弯曲角度与卸载后回弹角度之间的关系,并通过正交实验分析了工艺参数对小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹的影响规律。结果表明,回弹角随着弯曲角度的增大而线性增大;回弹角随芯棒伸出量的增大而减小,随芯棒与管材间隙和管材与压块间摩擦系数的增大而增大,压块相对助推速度小于1时,回弹角增大。     

管材数控绕弯回弹实验研究及BP网络预测模型

回弹是影响管材数控绕弯成形精度的主要因素之一。在EATON VB100弯管机上对直径φ6mm～φ15mm之间的3种管材进行弯曲成形实验后,利用激光测量仪测量回弹角度,整理得到准确、可靠的回弹实验数据作为样本数据。采用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到关于弯曲角度和回弹角度的函数方程,同时分析了相对弯曲半径、相对管径和管材性能对管材弯曲回弹的影响规律,根据实验,确定了影响管材弯曲回弹主要工艺参数。综合主要工艺参数对管材弯曲回弹的交叉影响,以实验数据作为样本数据,建立和优化了BP神经网络模型,预测弯曲角度和相对管径对回弹的影响规律,通过实验数据的对比,证明预测BP模型具有较高的精度。     

大直径薄壁弯管回弹的有限元模拟

以大直径薄壁导管数控弯曲为研究对象,依据实际过程建立了成形以及回弹过程描述方法.在此基础上,应用ANSYS有限元软件,完成了大直径薄壁钛管加热弯曲回弹有限元建模,基于静力隐式算法,实现了大直径薄壁管件热弯成形过程以及回弹的有限元模拟,通过回弹的数值模拟结果与试验的对比分析,验证了本文所建立的模拟方法的有效性.     

铝合金小弯曲半径薄壁管数控绕弯模具设计

铝合金小弯曲半径薄壁管数控绕弯成形是多模具约束、多因素影响的复杂成形过程,成形过程中极易出现起皱、破裂等成形缺陷,而模具材料和结构的合理设计对成形质量的影响至关重要。通过分析铝合金小弯曲半径薄壁管的结构特点,结合导管数控绕弯工艺过程,对模具材料选取、模具结构设计及成形仿真等关键技术问题进行了研究,最终确定了铝合金小弯曲半径薄壁管数控绕弯模具的材料、结构形式、尺寸参数,通过数控绕弯成形几何运动仿真、有限元数值模拟与工艺实验,实现了满足设计要求的铝合金小弯曲半径薄壁管数控绕弯成形,证明了小弯曲半径薄壁管数控绕弯模具的可行性,为工程化应用奠定了基础。     

薄壁U形圆管多道次绕弯成形性分析

详细分析了薄壁管的绕弯成形过程及其变形特点,采用LS-DYNA软件对U形薄壁圆管的2道弯曲工序的绕弯成形过程进行仿真,重点对从预成形仿真、回弹仿真到考虑回弹量的过弯成形仿真的仿真方法进行探讨。与实验结果进行比较分析表明,采用该文提出的薄壁圆管绕弯成形方法仿真结果与实验测量值吻合较好,圆管弯曲角外侧厚度过量减薄和内侧材料堆积引起的起皱以及弯曲角回弹,是薄壁管类零件绕弯成形的主要缺陷。     

5A02铝合金薄壁管绕弯成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件Pam-stamp对5A02铝合金薄壁管的数控绕弯过程进行了数值模拟,研究了芯棒伸出量和弯管角度对管坯的壁厚减薄率、不圆度和回弹等的影响,并进行了数控绕弯成形试验。结果表明,随着伸出量的增长,壁厚减薄率呈指数式增长,不圆度以抛物线减小,且试验结果与模拟结果基本一致;管的回弹随弯管角度增大而增大。用最小二乘法拟合得到弯管回弹公式,并在弯管试验中得到理想的弯管效果。     

基于数据库的薄壁管数控弯曲知识库的构建

针对薄壁管数控弯曲生产过程中容易出现各种质量缺陷,需要进行反复调模的问题,文章总结该领域的专家知识,并根据薄壁弯管质量标准、有限元模拟结果和实验结果等大量信息数据,采用基于数据库的技术,研究开发了薄壁管数控弯曲知识库系统。结果表明,该系统可以全程指导数控弯管实际生产过程,迅速有效地供给操作人员专家的建议。     

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。     

模具间隙对薄壁管绕弯成形的影响规律

详细分析了薄壁管绕弯成形过程及其变形特点,基于有限元法对绕弯成形模具芯棒与管坯间隙,压块与管坯间隙,防皱块与管坯间隙以及弯曲凹模与管坯间隙等4个因素与薄壁管成形质量、回弹量的影响显著程度进行了四因素三水平的正交试验分析。结果表明：芯棒与管坯的间隙对成形后薄壁管壁厚及回弹的影响最显著,弯曲凹模与管坯间隙对回弹影响也较显著。     

宝钢高强钢V弯回弹的特性研究

以宝钢生产的14种规格和牌号的钢板为研究对象,对其V弯成形特性进行了研究,通过单向拉伸实验,获得材料的基本力学性能,分析了试验材料的V弯回弹规律。试验结果表明,材料存在正、负回弹,相同弯曲角度下随弯曲半径增大,回弹量增加且趋向正回弹,在相同弯曲半径下,弯曲角度增大,回弹量减小且趋向负回弹,可通过调整弯曲角度或弯曲模具圆角大小来可合理控制零件回弹;在相同厚度条件下,当材料抗拉强度大于600 MPa时,回弹量显著增大;在相同强度条件下,回弹量随弯曲角度的增大而趋向负回弹,同时随着弯曲半径的变大,回弹量随材料厚度产生的差异趋缓,并趋向正回弹;980 MPa强度级别材料中材料厚度越小,不同弯曲半径下的回弹量差异变大;厚度相同的情况下,QP钢和MS钢的回弹量比DP钢更趋向于正回弹;数值拟合发现,回弹角度随R/T值的增大而增大,且经历一个由负到正的过程。随着弯曲角度的增大,拟合曲线下移且斜率变小,只有当R值足够大时才会出现正回弹。     

Springback of thin-walled tube NC precision bending and its numerical simulation

The springback is one of the key factors which affect the forming quality of thin-walled tube NC precision bending. The elastic-plastic finite element method was proposed to study the springback process of thin-walled tube NC precision bending and the combination of dynamic explicit algorithm and the static implicit algorithm was proposed to solve the whole process of thin-walled tube NC precision bending. Then, the 3D elastic-plastic finite element model was established based on the DYNAFORM platform, and the model was verified to be reasonable. At last, the springback rule of thin-walled tube NC precision bending and the effect of geometry and material parameters on the springback rule of thin-walled tube NC precision bending were studied, which is useful to controlling the springback of thin-walled tube NC precision bending, and the numerical simulation method can be used to study other effect of parameters on the forming quality of thin-walled tube NC precision bending.     

基于ABAQUS/Python的数控弯管专用后处理模块的拓展

随着数控弯管成形技术的发展,要求数控弯管后处理程序能实现对管材下料的预测、管材回弹的补偿,以及为设备力能参数的选择提供依据。文章在该实验室已开发的数控弯管后处理模块的基础上,进行了拓展完善,实现了管件延伸率、比例回弹率和固定回弹率,及模具夹持力、助推力的计算等功能,开发了友好的中文图形用户界面以增强后处理模块的实用性,并以实例验证了所开发的模块功能的有效性。研究成果对有关塑性成形过程模拟仿真相关功能的开发,具有借鉴意义。     

H96薄壁矩形管绕弯回弹过程的应力应变分析

薄壁矩形管是广泛应用于雷达、无线电通讯等系统中的关键部件,回弹是影响其成形精度的主要因素之一。回弹的大小取决于弯曲结束时管材内部的应力应变状态。本文采用有限元数值模拟与试验相结合的方法研究了H96薄壁矩形管绕弯和回弹过程管材的应力应变分布及变化规律。研究发现,抽芯和回弹后,管材的应力明显减小,而应变几乎不发生改变,表明抽芯有利于减小回弹。     

基于有限元模拟的数控弯管过程轴力和弯矩的分析计算

获取管材数控弯曲过程中的轴力和弯矩,有助于对成形机理的了解和后续的回弹分析,以及为选择设备和设计模具提供重要依据。提出了基于三维有限元模拟的数控弯管过程中轴力和弯矩的求解方法,详细阐述了其实现过程。采用该方法,分析了轴力和弯矩随弯曲角的变化特征以及工艺和材料参数对轴力和弯矩的影响规律:随着弯曲过程的进行,塑性变形区的轴力变化不大,弯矩呈指数关系变化,而弯曲变形区刚性端的轴力几乎线性递增,弯矩类似于阻尼正弦曲线变化;弯曲速度和材料强度系数的增大以及弯曲半径和硬化指数的减小会引起轴力和弯矩的增加。文中提出的方法也可推广应用于板材、其他型材和管材的弯曲。     

Influence of Additional Tensile Force on Springback of Tube Under Rotary Draw Bending

According to the characteristics of tube under rotary draw bending, the formulae were derived to calculate the springback angles of tubes subjected to combined bending and additional tension. Especially, as the neutral layer (NL) moves to the inner concave surface of the bend, the analytical values agree very well with the experimental results. The analysis shows that the additional tensile force causes the movement of the NL toward the bending center and makes the deformation behavior under rotary draw bending or numerically controlled (NC) bending different with that under pure bending, and also it could enlarge the springback angle if taking the movement of the NL into consideration. In some range, the springback angle would increase slightly with larger wall thickness/diameter ratio and decrease with wall thinning. The investigation could provide reference for the analysis of rotary draw bending, the design of NC tube bender and the related techniques.     

Effects of Cross-Sectional Ovalization on Springback and Strain Distribution of Circular Tubes Under Bending

Springback and cross-sectional ovalization are two important defects in the bending formation of tubular parts. In this article, an analytic model considering ovalization is presented to calculate the springback and tangential strain in tube bending. Compared with the calculation neglecting ovalization, the proposed model could better predict the trends of springback angle over bending radius ratio and wall thickness ratio. Moreover, calculation of the tangential strain indicates that the bending deformation is more severe in the middle than at the ends of a bent tube. Through comparison of the results of this model and the calculations neglecting ovalization, it is shown that the effects of ovalization on springback are negligible only if the bending radius ratio and the wall thickness ratio are large enough. Also, the influence of ovalization differs a lot from one material to another.     

助推作用对大口径铝合金薄壁管数控弯曲壁厚减薄和回弹的影响

以有限元软件Dynaform为平台,建立了大口径薄壁管数控弯曲及回弹的有限元模型,分析了压块助推速度和压块与管子之间的摩擦系数对壁厚减薄和回弹角的影响规律。结果表明,压块与管子之间没有摩擦或者压块的助推速度为0.9、助推速度为1.0且压块和管子间摩擦系数为0.1的条件下,管子壁厚减薄超过航空标准中允许的最大减薄量0.4375mm。在压块的助推速度不变的条件下,压块与管子之间摩擦系数从0.1增加到0.3,能够有效地降低管外侧的壁厚减薄,但是回弹角也会明显增大。当压块与管子之间的摩擦系数为定值时,助推速度从1.0增加到1.2,对管外侧壁厚减薄的改善作用不大,回弹角没有明显变化。     

基于迭代式回弹补偿的触发弹簧片折弯模具设计

回弹是金属板材折弯成形过程中需要考虑的主要问题之一。采用传统的工艺控制方法只能在一定程度上减少回弹量,通过回弹补偿则能更好地解决回弹问题。利用Dynaform有限元分析软件对某触发弹簧片的折弯成形过程进行了仿真分析和回弹预测,并根据回弹预测结果分别进行两次回弹补偿。最后将回弹补偿得到的模具型面应用于折弯模具设计。试验结果表明,通过两次回弹补偿修正得到的模具可制得符合精度要求的折弯件,从而证明通过迭代式回弹补偿解决弯曲回弹问题是有效的。     

基于PS2F的铝型材拉弯回弹研究

采用型材2D拉弯仿真软件PS2F对矩形截面铝型材张臂式拉弯进行了分析,探讨了弯曲半径、弯曲角度及铝合金材料性能对型材单曲率拉弯回弹的影响。研究结果表明,在缺省的拉伸力控制参数设置及夹钳加载轨迹由软件自动优化的情况下,对于给定的弯曲半径,型材零件端部的回弹量随弯曲角度的增加呈指数上升趋势;对于一定的弯曲角度,零件端部回弹量随弯曲半径的增加而线性增加;在相同弯曲半径和弯曲角度的情况下,材料性能对拉弯回弹量有重要的影响。