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。     

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%。     

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。     

TA18高强钛管数控弯曲成形截面扁化研究

截面扁化是管材弯曲成形过程中不可避免的物理现象,而严重的截面扁化会影响弯管件的合理装配,从而制约其广泛应用。本文建立了考虑收缩应变比和弹性模量变化的钛管数控弯曲成形有限元模型,研究了不同几何条件和不同工艺条件下TA18钛管的截面扁化行为。结果表明：同时考虑收缩应变比和弹性模量变化规律可使截面扁化量发生改变,对变化规律无显著影响。获得了合理的几何、工艺参数范围。为研究TA18钛管的成形预测与控制并最终实现精确成形提供了依据。     

材料性能波动下TA18钛管绕弯回弹行为

以航空航天用去应力退火TA18(Ti-3Al-2.5V)钛管为对象,通过对不同来源、不同规格的钛管整管单拉试验,获得了该高强钛管的显著材料性能波动范围;基于显/隐式结合有限元算法所建立的钛管数控绕弯-回弹全过程有限元模型,阐明了弹性模量、屈服强度、硬化指数和厚向异性指数波动下高强钛管回弹的显著的线性和非线性行为,与显著工艺参数对高强钛管数控弯曲回弹的影响规律进行了对比,进而获得了材料参数波动下高强钛管回弹对截面扁化的影响规律。     

材料性能波动下高强TA18钛管绕弯过程截面畸变行为分析

为了研究材料性能参数对管材数控绕弯过程截面畸变的影响规律及敏感性大小,基于ABAQUS非线性有限元平台,建立了高强TA18钛管数控绕弯成形过程有限元模型,并通过文献中的实验结果验证了模型的可靠性,然后采用该模型模拟研究了材料性能波动下高强TA18钛管数控绕弯成形过程的截面畸变行为。结果表明:截面畸变率随着弹性模量、硬化指数的增加或强度系数、厚向异性指数的减小而减小,其减小率分别为11.76%,23.67%,12.07%和23.51%;不同材料性能参数波动下,高强TA18钛管绕弯过程截面畸变率的最大值均小于4.00%,并且在弯曲平面附近,截面畸变率出现负值;截面畸变率对材料性能参数的敏感性大小依次为强度系数、弹性模量、硬化指数和厚向异性指数。     

薄壁管小弯曲半径数控弯曲壁厚减薄实验研究

外侧壁厚减薄是弯管成形中容易出现的加工缺陷之一,对于薄壁管小弯曲半径(R/D≤2)数控弯曲成形尤为严重.本文采用实验法,对该成形过程中弯曲段的壁厚减薄进行了深入研究,得到芯头个数、芯棒伸出量、弯曲角度、压块与管件摩擦条件、压块速度、相对弯曲半径、材料参数对壁厚减薄的影响规律.结果表明,合理增加压块与管件间的摩擦和压块速度,有助于控制壁厚减薄;1CR18Ni9Ti管变形特点不同于LF2M管,后者更易出现拉裂缺陷.     

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。     

TA18高强钛管数控弯曲变形历史特征

基于ABAQUS平台建立TA18高强钛管数控弯曲成形全过程有限元模型,研究弯曲内、外侧和中性层位置材料经历的应力应变历史过程。结果表明,弯曲过程中,位于弯曲中性层的材料会经历较内侧和外侧材料复杂的切向应力、应变历史;位于弯曲初始端的中性层内壁材料应力较小,且经历由拉到压的变化历史,而其余区域材料经历由压到拉的应力历史,且拉应力较压应力大得多;中性层外壁材料的应力历史与其同位置的内壁材料的相似,但其应力值明显大于内壁的值;位于弯曲中性层前端的材料始终经受拉应变;位于中部和后端的材料则经历由压到拉的应变历史,且中部材料的拉应变值较后端的拉应变值大很多。在卸载回弹过程中,位于弯曲内侧外壁前端的材料切向应力增大;位于弯曲外侧、内侧的内、外壁的材料切向应力都经历了卸载和反向加载的历史;几何中性层的外壁和内壁材料切向应力只经历了不同程度的卸载。     

TA18中强钛合金管数控弯曲成形工艺与结构参数显著性分析

基于ABAQUS平台建立了 TA18中强钛合金管数控弯曲成形过程的有限元模型,并对模型进行了可靠性评估.通过虚拟正交试验,研究了结构参数与工艺参数对TA18中强钛合金管数控弯曲成形工艺影响的显著性.从壁厚减薄率、截面畸变率、壁厚增厚率、回弹角这4个方面综合研究分析表明,不同因素对TA18中强钛合金管弯曲成形的影响程度依...     

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.     

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。     

导管数控弯曲工艺数据管理系统研究

导管数控弯曲工艺数据管理系统是导管数字化集成制造的重要组成部分.为实现导管数字化制造过程中的数据共享与传递,建立了基于集成特征的导管零件信息模型、工艺数据库逻辑结构、工艺数据管理系统体系结构和功能模块;针对系统开发和运行环境,论述了工艺数据管理系统的关键技术措施;基于ASP.NET开发环境和Oracle 10g后台数据库,利用C#语言自主设计和开发了导管数控弯曲工艺数据管理系统,实现了导管数字化制造过程中的信息集成.     

弯曲速度对弯管壁厚变化的影响

采用不同弯曲速度对5A06和1Cr18NiTi管进行了旋转弯曲试验和有限元模拟。分析后指出,弯曲速度对弯曲内侧管壁变形影响较大,弯曲内侧切向应力、应变及管壁增厚率均随弯曲速度增大而增大。同时,内侧管壁增厚对弯曲速度的敏感性具有随原始壁厚的增大而减小的变化趋势。薄壁管在过大弯曲速度下成形时,内侧因材料流动受阻滞易发生失稳起皱。     

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.