管筒形零件机械扩径工艺过程的成形参数优化

管筒形零件机械扩径最终制品的横断面尺寸精度和形状精度,不同程度地受到各种工艺参数、模具参数、材料性能参数以及摩擦条件的影响。机械扩径工艺设计的重要内容之一,就是针对特定的毛坯规格,合理选择各种成形参数并使其成为一种最优组合,以获得最佳的制品尺寸和形状精度。文章基于MSC.Marc非线性有限元分析软件和遗传优化算法,应用Python语言设计了机械扩径成形参数优化的遗传算法程序,通过对MSC.Marc软件的二次开发,实现了遗传优化算法与MSC.Marc软件的连接,为管筒形零件机械扩径工艺过程的成形参数优化提供了一种新方法。针对大直径管线钢管机械扩径工艺,得到了以最终制品形状精度(横断面圆度误差)为优化目标的扩径率、模具直径和模具边缘圆角半径等成形参数的最优组合。采用最优的成形参数组合,可以显著提高最终制品的横断面形状精度。     

管筒形零件机械扩径工艺过程的多目标优化

管筒形零件的机械扩径成形过程是一个与管坯规格、管坯形状、材料性能、摩擦条件、变形程度、模具直径及其边缘圆角半径等诸多因素相关的塑性变形过程,其最终制品的尺寸和形状精度取决于这些参数的综合影响。在生产实际中,如何根据用户对制品尺寸与形状的精度要求来确定管坯规格、变形程度、模具尺寸等主要工艺参数,是机械扩径工艺设计的一个重要内容。它可以被抽象为一个在满足制品尺寸和形状精度要求条件下,寻求管坯规格等上述主要工艺参数最优组合的多目标优化问题。文章基于MSC.Marc非线性有限元分析软件和遗传优化算法,采用Python语言设计了基于加权组合法的遗传算法程序,实现了在多目标条件下对管筒形零件机械扩径成形工艺参数的优化。     

钢管机械扩径工艺研究

介绍了大口径直缝焊管机械扩径的优点，原理及扩径力的计算，找出影响扩径力及扩径头寿命的因素。     

管筒形件的机械扩径成形条件

机械扩径是制造各种管筒形零件的有效方法之一。研究机械扩径技术 ,首先需要建立管坯在扩径过程中可以扩圆的整体屈服条件和可能扩裂的局部破坏条件。根据管坯的基本变形规律和主要特征 ,提出了在机械扩径过程中 ,管坯变形可以分为整圆和扩径两个阶段的概念。通过对这两个变形阶段的应力分析 ,建立了管筒形零件机械扩径时的整体屈服和局部破坏条件 ,即机械扩径成形条件。     

扩径力与扩径行程的主要影响因素和计算方法

机械扩径是现代管线钢管制造方法的一项关键技术 ,包括扩径工艺和扩径装备两个方面。扩径力和扩径行程是机械扩径工艺的两个主要参数 ,也是开发机械扩径装备的重要依据。由于缺乏对机械扩径工艺的系统研究 ,准确计算扩径力和合理确定扩径行程 ,已经成为制约我国管线钢管制造技术发展和进步的主要技术障碍之一。本文针对现有扩径力计算方法的不足 ,在考虑变形程度及刚端影响的基础上 ,提出了一个新的扩径力计算公式 ;并且基于管坯的扩径过程可分为整圆和扩圆两个变形阶段的特征 ,分别给出了整圆、扩圆阶段的行程计算公式。此外 ,本文还通过实验与数值模拟相结合的方法 ,验证了上述公式的正确性     

圆管扩径过程的变形分析

根据塑性流动理论,推导了圆管扩径过程厚向压变形与环向拉变形之比η的计算方法。进行了圆管扩径试验,按实测的扩径力反算了接触面的摩擦系数。提出了一种采用平均扩径系数,避免数值积分方法的η值工程算法。试验和计算结果表明,η值随扩径系数增大而减小;随顶锥锥角增大而增大。厚环向变形比的计算值和测量值符合较好。两种计算方法的结果相当一致。     

基于BP神经网络的机械扩径工艺参数预测方法

文章给出了一种基于BP神经网络建立管筒形零件机械扩径工艺参数与成形精度控制参数间的映射关系,并将其嵌入遗传算法以实现工艺参数优化的机械扩径工艺参数预测方法。所涉及的工艺参数包括扩径率、管坯横断面圆度和模具外径与制品内径之比;成形精度控制参数包括制品外径及其横断面圆度误差。该方法能够很好地预测材质为X52、规格为(406mm～720mm)×9mm的管线钢管机械扩径的工艺参数,并给出一个满足其成形精度要求的最佳工艺参数组合。     

扩径过程应力循环特征分析

根据机械扩径机工作特点,分析拉杆应力循环特征,在求得拉杆疲劳极限的情况下,估算了拉杆抗疲劳安全系数,对高材质、厚壁直缝埋弧焊管扩径生产工艺的设计,具有重要参考价值。     

模具扇形角对机械扩径成形过程的影响

同其它模具成形技术一样 ,在管线钢管的机械扩径工艺中 ,扩径模具工作部分的形状与尺寸 ,对成形过程具有重要影响。深入了解这两者之间的内在关系 ,是研究管线钢管机械扩径工艺的关键所在。本文运用大变形弹塑性有限元分析软件MARC ,对管线钢管机械扩径过程进行了数值模拟 ,着重分析了扩径模具的扇形角对扩径过程的影响 ,得到了一些有益的结论     

螺旋焊管冷扩径技术的试验研究

通过试验研究认证螺旋焊管的可扩性， 取得必要数据，找出扩径参数间的变化规律， 提出扩径技术特性、结构和工艺     

基于几何回弹量补偿的模具型面修正方法

根据回弹机理,提出了一种基于几何回弹量补偿的模具型面修正方法,在此基础上开发了模具型面修正程序,并以类似U形件作为研究对象,在Dynaform软件中进行了冲压回弹模拟,将结果输入修模程序得到点云文件并导入Surfacer软件,将CAE网格节点数据转化为CAD点云数据,最后完成模具型面的CAD设计。     

风窗支柱内腹板扭曲与回弹的解决过程

介绍了风窗支柱内腹板在拉深成形修边后存在回弹、扭曲的问题,通过采用过成形法和消除残留应力法对零件进行整改,成功解决了零件的回弹和扭曲,生产的零件满足设计要求。     

铝合金板材U形弯曲回弹研究

主要研究了铝合金板材U形弯曲回弹角与弯曲间隙、凹模入口圆弧半径之间的关系,分析了不同厚度的板材弯曲回弹角的差异。结果表明,在U形弯曲中铝合金板材的弯曲回弹角随着弯曲间隙的增加而增加,且弯曲间隙对厚板弯曲回弹角的影响较薄板明显;随着凹模入口圆弧半径的增加,对于薄板其弯曲回弹角呈先降后增的变化趋势,而对厚板则几乎无影响。     

变压边力对U型弯曲回弹的影响

介绍一种确定压边力与凸模行程关系曲线的简易方法,在成形过程中给零件施以变化的压边力可以有效地减小弯曲回弹,与采用常压边力相比较,这种方法可以获得较高的零件成形质量。     

板料多次弯曲成形回弹的数值模拟研究

对金属板料多次弯曲成形回弹的数值模拟方法进行研究,分析并解决了模拟过程中出现的板料与模具的干涉和各次弯曲间模拟结果的数据传递等问题。通过金属板料的二次卷圆试验并与数值模拟结果比较,模拟结果与试验结果基本相符。采用的有限元数值模拟方法可提高预测板料多次弯曲成形后回弹量的准确度。