工艺参数对弹性模量变化条件下高强不锈钢管绕弯回弹行为的影响北大核心CSCD

采用反复加载-卸载拉伸试验获得了高强0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管的弹性模量随塑性变形的变化规律,构建了弹性模量与塑性应变之间的函数关系,并嵌入ABAQUS软件中模拟了工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响,分析了回弹对工艺参数的敏感性。结果表明:弹性模量变化和恒定条件下,工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响的变化趋势相似,只是弹性模量变化条件下的回弹值增大了;回弹角和回弹半径随着芯棒伸出量、弯曲速度、助推速度的增大或管材/芯棒间隙、管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数的减小而减小。回弹半径对工艺参数更为敏感,其敏感性大小依次为:管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数、助推速度、弯曲速度、芯棒伸出量和管材/芯棒间隙,而回弹角对各工艺参数的敏感性不显著。     

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。     

6061铝合金薄壁管绕弯成形数值模拟及实验研究

通过单向拉伸试验获得6061-T6铝合金管(Φ50.8 mm×1 mm)的基本力学性能数据,拟合建立了材料的本构方程;对异型弯管的数控绕弯过程进行有限元模拟,研究了芯棒与管材间间隙值、芯棒伸出量、芯头个数对弯管成形质量的影响规律,分析发现,最优间隙值为1.05 mm,并获得了90°~100°弯管时两个弯曲段的回弹角和弯曲角关系曲线。模拟结果表明,第1次弯曲角为96°、第2次弯曲角为94.5°时可得到平行度较好的异型弯管。最后通过绕弯实验,将实验结果与仿真模拟进行对比,验证了模拟所得规律和材料模型的准确性。     

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。     

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。     

不确定因素下薄壁铝合金管弯曲的多目标连续稳健优化设计（英文）

结合实验设计和三维弹塑性有限元,在确定性优化设计基础上,提出了不确定因素下薄壁铝合金管数控弯曲的多目标连续稳健优化方法。基于部分析因设计,获得了显著的噪声因子,包括管材性能变化、管材几何尺寸波动和管材-模具摩擦波动。采用田口内外表试验法,考虑主要弯曲成形缺陷,对薄壁铝管数控弯曲芯模直径、芯棒伸出量和助推速度进行了稳健优化设计。通过分别考虑摩擦接触条件、管材料参数和管材几何参数的波动,实现了薄壁铝管数控弯曲芯模直径的稳健性优化设计;通过考虑材料参数波动、芯模与管间的摩擦波动以及芯模直径的制造偏差,实现了芯棒伸出量和助推速度的稳健性优化设计。     

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。     

TA18高强钛管数控弯曲回弹工艺参数影响的显著性分析

高强钛管数控弯曲卸载后会产生显著回弹现象,这严重影响着管件的几何和形状精度。基于ABAQUS平台建立了TA18高强钛管数控弯曲、抽芯及回弹三维弹塑性有限元模型,并进行可靠性评估。通过虚拟正交试验,研究工艺参数对TA18高强钛管数控弯曲回弹的影响显著性及规律。结果表明,影响回弹的显著工艺参数依次为:芯棒伸出量、弯曲模-管子摩擦系数、压块-管子间隙、压块相对助推速度和芯棒-管子间隙;其影响规律为回弹角随芯棒伸出量的增大而减小,随弯曲模-管子摩擦系数、压块-管子间隙和芯棒-管子间隙的增大而增大,当压块相对助推速度小于1时,回弹角明显增大。并采用多元逐步线性回归方法建立了回弹角与显著工艺参数之间的预测模型,经对比验证,对于规格为φ12mm×t1mm×R36mm的TA18高强钛管,此模型预测结果与虚拟试验结果之间误差不超过5%。     

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。