管材弯曲中外侧壁厚变化的数值模拟

回转牵引式弯曲成形是一种高质量、高效率的管材弯曲成形方式,能够有效地防止起皱、管壁的过分减薄和截面的椭圆化等成形缺陷.以圆形钢管为研究对象,采用有限元软件DEFORM-3D对弯曲成形过程进行数值模拟,找出管壁最大减薄处所在的位置,并获得滚珠与管壁的间隙、滚珠角速度及压力模速度对弯管外侧壁厚变化的影响规律.结果表明,随着滚珠与管壁间隙的增大,管壁受滚珠的影响变小,即壁厚变化较小;随着滚珠角速度的增大,壁厚变化先减小后增大,当滚珠角速度与弯曲模角速度大小相同时,壁厚变化最小;随着压力模速度的增大,壁厚变化渐渐变小,当压力模速度为64.28 mm·s-1时,壁厚变化最小.采用数值模拟后的优化参数在弯管机上进行试制,生产出合格件,模拟结果与实验结果基本吻合.     

管材弯曲有限元仿真分析及试验研究

利用有限元仿真分析方法对管材弯曲成形过程进行数值模拟,指出了弯曲过程中开裂、起皱、截面畸变等缺陷,分析了弯曲区域内管材壁厚变化规律.在此基础上进行工艺试验,并对试验后管材壁厚进行分析.试验结果与仿真分析结果吻合良好,两者均表明,弯曲过程中,弯角外侧管壁肇厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增加,最大减薄和最大增厚均处于弯角中间部位.管材弯曲过程中,弯角外侧平均壁厚应变ε_t随着相对弯曲半径R/to的增大而减小;当R/to过小时,管壁外侧会过渡减薄,甚至破裂.     

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。     

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.     

罐体胀形模芯轴推杆加工技术研究

胀形模主要依靠芯轴推杆实现罐体成形，针对芯轴推杆车铣复合加工存在的问题，设计了专用分度研磨器辅助其在平面磨床上加工，并介绍了专用分度研磨器的结构和芯轴推杆的加工过程，加工的芯轴推杆满足设计要求。     

基于虚拟正交试验的热推弯管工艺参数优化设计

文章对热推弯管成形过程进行数值模拟,选取不同参数和水平进行正交试验设计,将管壁厚度和均匀性量化为壁厚的均值和方差,并基于该两项指标分析试验结果,得出牛角芯模的弯曲角度、扩径比、起始弯曲半径、推制速度、工模间摩擦系数对工艺的影响显著性和规律性,并获得较优的工艺参数值。验证实验结果表明,模拟及正交试验优化结果准确有效,推制管件达到壁厚减薄率和均匀性要求。     

薄壁矩形管柔性弯曲芯轴设计

薄壁矩形管柔性弯曲芯轴设计西安微波设备厂（７１００４３）夏常平１引言高精度薄壁矩形管弯曲的关键技术之一是弯曲芯轴设计。弯曲时既要保持良好的支撑刚性，又要有良好的易弯柔性，这样才能防止弯曲管壁的畸变和塌陷。刚性和柔性这一对要求是相互矛盾的，但就弯曲芯轴...     

钢管的弯曲加工

近年来，随着汽车部件的轻量化和家用电器行业的发展，使经弯曲加工的钢管需用量逐渐增加［１］。经弯曲加工后的钢管可以满足用户多种要求。这种加工方法适合于小批量多品种的合理化生产管理。以及加工设备的自动控制。对于塑性较差、弯曲半径较小、形状复杂的钢管弯曲加工，可采用一些新技术来改善钢管的加工极限，提高加工精度，增加钢管弯曲加工的柔性化程度，并且可防止因弯曲变形而产生的钢管内侧皱纹、外侧壁厚减薄，以及歪扭等形状的不规则变化。本文将介绍近年来钢管弯曲加工出现的新技术与新设备。１钢管弯曲加工的种类按钢管弯曲…     

基于Ansys ls-dyna的复合连续弯曲弯管的数值模拟

基于Ansys ls-dyna及Ls-prepost的对同曲率弯管连续二次弯曲进行数值模拟。利用Ansys ls-dy na软件,基于多弯曲模组,实现弯管的二次弯曲。在弯管的成形过程中,观察弯管的成形变化,包括弯管最外侧的减薄率及内侧的增厚率,同时在二次弯曲建模网格划分过程中,采用自适应网格技术,更加贴近实际地反映成形中应力应变的变化。在Ls-prepost中进行后处理,观察管壁减薄率等的变化。弯管的同曲率连续弯曲数值模拟结果有助于工程实际的应用,同时有限元方法有助于促进对弯管弯曲成形的研究。     

细长轴预拉伸残余应力分析及加工变形控制研究

针对细长轴加工过程中棒材内部应力释放而导致的加工变形问题,提出了通过轴向预拉伸对细长轴内部应力进行调控的新方法。为进行对比研究,采用三点弯曲法对轴内部施加内应力,并分析轴向拉伸对残余应力和后续加工变形的影响规律。通过ABAQUS软件建立了细长轴三点弯曲及轴向拉伸的数值模型,使用生死单元方法模拟细长轴材料的去除及变形,研究了不同预拉伸率下残余应力和加工变形情况,并对细长轴进行轴向拉伸及加工实验验证。研究结果表明:预拉伸可以使轴向内应力重新分布,拉伸卸载后细长轴的主要残余应力为拉应力且沿轴向分布;随着拉伸量的增加,后续机械加工变形量逐渐减小。     

波节管液压成形过程的数值分析与实验研究

通过理论计算和有限元模拟的方法计算了液压成形波节管的成形压力,并进行实验验证。通过液压成形实验研究了波节管壁厚分布,并分析了适当提高成形压力对波节管尺寸精度的影响。通过爆破实验分析了液压成形波节管的内压爆破性能。结果显示:理论计算、数值模拟得到的成形压力与实验结果较为一致,提高成形压力不能明显的改善波节管的尺寸精度;成形后的波节管直管段管壁最厚,波峰处壁厚减薄量最大;波节管壁厚从波峰到直管段并不是单调增大,在过渡段边缘,壁厚局部减薄严重;经过液压成形得到的波节管内压爆破性能要优于原始光管。     

圆管绕弯壁厚变化的数值模拟研究

应用有限元软件ABAQUS对圆管绕弯成形过程进行数值模拟,研究了相对弯曲半径R/D、摩擦条件及弯曲角度对弯管壁厚变化的影响规律.研究结果表明:随着R/D值的增加,弯曲外侧最大壁厚减薄率和弯曲内侧最大壁厚增厚率都呈下降趋势;随着摩擦系数的增大,管弯曲外侧壁厚变薄率、弯曲内侧壁厚增厚率都迅速增大;弯曲角度越大,壁厚减薄率和增厚率也越大.实验验证表明,模拟结果与实验结果基本一致.     

管模间隙对Ti-2Al-2.5Zr钛合金管材数控弯曲成形质量的影响

建立了Ti-2Al-2.5Zr(TA16)钛合金管材数控弯曲成形过程的有限元模型,并通过实验验证了该有限元模型的有效性。基于建立的模型研究了管模间隙在数控弯曲过程中对截面畸变率和管材壁厚变化的影响规律,并利用熵值法得到了最佳的管模间隙值。结果表明：减小管材/弯曲模间隙和管材/压块间隙以及增大管材/防皱块间隙可以降低外侧壁的减薄率,随着管材/芯轴间隙的增加,外侧壁的减薄率先减小后增大;增大管材/弯曲模间隙和减小管材/芯轴间隙可以降低内侧壁的增厚率;减小管材/弯曲模间隙和管材/芯轴间隙可以有效地降低截面畸变率;改变管材/压块间隙和管材/防皱块间隙对内侧壁增厚率和截面畸变率的影响不明显。通过熵值法获得了较佳的管材/弯曲模间隙为0.10 mm,管材/芯轴间隙为0.10 mm,管材/压块间隙为0.05 mm,管材/防皱块间隙为0.15 mm。     

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。     

中厚板弯曲过程中减薄量的数值模拟

对3种材质的铝合金中厚板在一系列条件下进行了弯曲实验,并对实验过程进行了有限元数值模拟分析,弯曲减薄量的模拟结果与实验数据吻合良好,各试样减薄率约0.5%～4.5%不等.通过模拟获得了板料弯曲过程中的瞬态应力场分布,能够从中了解应力中性层的移动规律.结果表明,有限元数值模拟能够对中厚板弯曲过程的理论研究和工艺编排起到一定帮助和指导作用.     

薄壁铜管弯曲成形仿真研究

利用有限元仿真技术研究了半圆、椭圆及关节3种芯杆结构对薄壁铜管弯曲成形质量的影响,基于上述3种芯杆结构,采用ABAQUS显示算法对U管成形过程进行数值模拟,并加以试验验证。结果表明:半圆芯杆可有效降低管材的壁厚减薄率,椭圆芯杆有助于改善铜管弯曲处的截面形状,关节芯杆综合了两者的优势,且伸出范围为1.5~2 mm。     

20钢45°热煨弯管失效分析

分析20钢45°热煨弯管在某油田服役48天后发生失效的原因。通过分析该热煨弯管的化学成分、力学性能和金相组织以及爆裂区的能谱图,发现冲刷腐蚀致管壁减薄是弯管爆裂的原因。输送介质中含H_2S、CO_2等腐蚀性介质,加强了冲蚀的作用;冲蚀与腐蚀的交互作用会加速管壁的减薄;当弯管管壁局部位置减薄到一定程度,在钢管内压力作用下,造成弯管局部爆裂。     

管材三维无芯弯曲过程有限元模拟

建立了管材三维弯曲成形有限元模型,对管材弯曲成形过程进行模拟,分析了管材弯曲过程中应力、应变分布情况,探讨了弯曲角速度对管材成形过程的影响。结果表明,管材弯曲过程中,弯角外侧管壁壁厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增大。弯曲角速度越大,管材内外侧壁厚变化越大,越容易发生拉裂、起皱等畸变。     

基于Matlab的芯轴最小弯曲半径计算

在薄壁管有芯NC绕弯成形过程中,若弯曲半径过小则芯轴块间易发生碰撞干涉,而最小半径受限于芯轴连接方式和结构参数.通过分析常用芯轴结构特点和发生芯轴块碰撞干涉的位置,关于芯轴直径、球头节个数、球头节间距和芯轴块厚度建立了芯轴最小弯曲半径的解析模型.并采用Matlab工具求解方程得到芯轴的最小弯曲半径,为芯轴的设计和弯曲工艺提供了理论依据.     

弯管管壁减薄量的计算

随着现代技术的发展及新技术在各种运载器(如汽车、轮船、各种飞行器)上的应用,各种运载器都使用了大量的油、水、气管路。为减小运载器自重,提高运载能力,同时又保证有足够的强度,通常这些管路均由薄壁金属管制成。金属管在弯曲时由于外侧受拉,因而管子外侧伸长,管壁减薄(图1)。为了保证管壁减薄后仍具有足够的强度(特别是压力管路),对管子弯曲后管壁减薄量的计算十分重要。