弯曲回弹逆解公式及其在焊管预弯机组设计中的应用

根据小曲率弯曲成形的特点，考虑了板料弯曲的纯弹性变形部分对回弹的影响，推导出根据板料强度、厚度和最终成形半径直接计算弯曲半径的回弹逆解公式，并应用于大口径UOE焊管预弯成形的设计上。根据计算公式给出了B-X100钢级板料UOE焊管预弯成形的预弯辊半径优化设计诺谟图。     

大口径直缝焊管O成形实验研究

O成形既是UOE方法制造直缝焊管焊接前的最后一道成形工序,也是考核制品成形质量的重要环节,其成形质量将直接影响到机械扩径后钢管制品的成形质量。该文就O成形工艺参数和来料质量,对成形质量的影响规律进行实验研究,分析了弯边半径、弯边弧长和压缩率等参数对O成形焊管成形质量的影响,以及压缩率与成形载荷之间的关系。     

汽车前指梁多工步成形模拟及试验研究

基于有限元分析软件eta/DYNAFORM,对汽车前指梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。在弯曲成形工步中,研究了管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中主要分析了预制坯形状对前指梁内高压成形的影响;在内高压成形工步中,研究了优化后的预制坯形状对最终成形零件成形缺陷的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。研究结果表明:预制坯形状是决定前指梁内高压能否顺利成形的重要因素;通过改变预成形模具的结构形式,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

双连续弯曲半径铝合金管件推弯成形可行性分析

针对焊接结构降低双连续弯曲半径管件力学性能的缺点,提出利用推弯模具限制成形的特点进行该类管件成形,并对其可行性进行分析。根据单弯曲半径推弯的经验,设计双连续弯曲半径推弯模具型腔,在Forge 3D软件中建立有限元模型,分别模拟有、无内置芯模与管坯端头预倒角的3种工况的成形过程,并对模拟结果进行分析。研究结果表明,芯模和端头预成形分别起到支撑和引导金属流动的作用,两者缺一不可。结合良好工艺条件下的推弯验证试验可得,双连续弯曲半径铝合金管件推弯成形的横截面畸变能够得到有效抑制,该成形方法是可行的。     

汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验

采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

时效成形工艺参数对搅拌摩擦焊对接2198铝锂合金回弹的影响

针对2198铝锂合金搅拌摩擦焊对接蒙皮开展时效成形工艺试验,研究时效时间、时效温度、弹性预弯量等工艺参数对回弹规律的影响。结果表明,回弹率随时效时间增加而降低,随时效温度升高而下降,随预弯半径增大而增加。并通过正交多项式回归分析,建立了时效成形工艺参数与回弹的函数关系。     

螺旋焊管机组辊式预弯边装置的孔型设计——螺旋焊管成型用带钢纵向边缘预弯曲率的近似计算

在螺旋焊管生产过程中,带钢纵向边缘预弯对预防和控制焊管成型缝产生"桃形尖"缺欠非常重要。介绍了一种辊式预弯边装置的孔型设计方法,给出了带钢弯曲成型时的边部翘曲曲率的计算公式,建立了带钢边部在辊式预弯边装置中的预弯曲率(指中性层)1/ρ预的数学模型,为二辊式预弯边装置的预弯辊辊型设计和三辊式预弯边装置的预弯调整指明了方向,对改善螺旋焊管成型缝质量和实际生产都具有一定的指导意义。     

塑料包覆铝型材拉弯回弹研究

回弹是由卸载过程中内力重新分布引起的,直接影响制件的成形精度。文章针对塑料包覆铝型材拉弯成形过程,对π形状型材等曲率拉弯进行了应力应变分析,用解析法得到了型材的宏观弹性模量,推导了半径回弹公式,并对该截面型材进行了平面等曲率拉弯成形实验,分别得到了解析计算和实际测量的回弹后半径,结果显示了解析半径回弹计算的正确,解析计算和试验值比较吻合。     

外防护板成形工艺北大核心CSCD

以外防护板为研究对象,针对冲压成形过程中产生的不规则流料、严重起皱和弧度回弹问题,应用Dynaform软件进行冲压成形过程的有限元分析。通过对比坯料直接冲压、滚弯后冲压和折弯后冲压的数据,得出了优化的成形工序和模具回弹量,完成了外防护板冲压工艺设计。结合有限元分析结果进行试验验证,得出以下结论:零件预折弯后再进行冲压成形,可以减少成形中不规则流料和严重起皱现象的发生;成形模具弧度考虑15%的回弹率可以减少零件的弧度回弹,提高成形精度。最后,通过生产经验及试验验证,发现在成形过程中增加退火工艺可以提高零件的成形精度,减少零件的起皱现象。     

带长直管的小弯曲半径薄壁弯头推弯成形实验研究

带长直管的小弯曲半径(R=1D)薄壁弯头推弯成形极易产生成形不足、失稳起皱等缺陷。通过改变摩擦系数和成形内压两种工艺参数,研究带长直管的小弯曲半径弯头推弯成形。结果表明:管材内部压力的大小对弯头成形效果影响显著,压力太小会造成管材弯曲段产生失稳起皱的现象,压力太大则易造成弯管成形不足和弯管头部破裂等缺陷;管坯外壁与模具型腔摩擦力的大小对弯头成形亦有重要影响,摩擦力过大将阻碍管坯材料沿轴向的流动,降低弯头长度。实验采用聚氨酯填料作弹性介质,二硫化钼作润滑剂,内胀推弯成形带长直管的小弯曲半径薄壁弯头,其外侧壁厚减薄量控制在安全范围之内。     

铝合金弹性预应力超声喷丸成形试验

超声喷丸作为一种新型的板料成形技术,具有易操作,能耗少及优良成形性能等优点,广泛应用于板料成形中。但自由状态下,超声喷丸成形也易发生球面变形,因而提出了弹性预应力超声喷丸成形方法,以2024-T351铝合金壁板为研究对象,分析预弯力矩大小、成形轨迹和壁板厚度对成形曲率半径及成形性能的影响。试验中通过控制壁板展向的弯曲曲率来实现弹性预弯。结果表明:预应力超声喷丸能够大幅度减小壁板展向的成形曲率半径,同时增大弦向成形曲率半径,且随着预弯曲率半径的减小,这种减小和增大的效应随之逐渐增大。此外,与自由状态相比,预应力超声喷丸能够产生幅度和深度更大的残余压应力场,且表面粗糙度并未随着预弯曲率的增大而增加。分析认为,弹性预应力超声波喷丸能够进一步提高受喷材料的成形曲率并在一定程度上减小球面变形趋势,对大变形大厚度的单曲率零件成形具有重要的意义。     

钛合金环形管成形模具参数优化

在MSC/Superform有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上,建立了钛合金环形管成形过程的计算机模拟系统.选取阿基米德螺旋线为牛角芯模中心线设计模具,采用中频感应加热方法,对阿基米德常数、扩径比、弯曲角度等模具参数进行优化模拟.分析可得:(1)阿基米德螺线系数的合理选取能够保证获得较好的壁厚均匀性,模拟得到本工艺较佳系数为1.0;(2)扩径比太大,容易出现起皱、减薄等缺陷;扩径比偏小,腹部增厚、壁厚均匀性降低,本工艺合适的扩径比为1.33;(3)弯曲角度太小,弯管成形过程变形剧烈,成形后弯管的力学性能等不能较好满足要求;弯曲角度太大,变形过程平稳,但随着推制阻力的增大导致推制困难,本工艺较佳弯曲角度为40o.通过正交试验方法验证得到:在上述参数条件下可以获得壁厚均匀、耐高压、等强度的钛合金环形管.     

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。     

水电站压力钢管及蜗壳用钢板变形性能研究

强度(屈服强度、抗拉强度)、塑性、韧性和焊接性能是压力钢管及蜗壳用钢的4个质量特征,压力钢管及蜗壳制作过程中需进行不同的变形必然引起性能的变化。通过不同曲率半径变形过程观测变形后钢板的性能试验,考察了南阳汉冶特钢有限公司生产的SX780CF钢板对压力钢管及蜗壳成形工艺的适应性,结果表明该产品可以替代进口产品。     

Effect of prestressed ultrasonic peen forming parameters on bending curvature and spherical deformation of plate

The elastic prestressed ultrasonic peen forming (UPF) was adopted in order to solve problems of insufficient bending deformation and large spherical deformation of plate during free UPF. The theoretical analysis of prestressed UPF and the influence of elastic prebending moment on deformation were analyzed. Spherical deformation coefficient was defined to quantificationally describe the spherical deformation. Experiments were conducted to compare the differences between free UPF and prestressed UPF processes and the effects of processing parameters on bending curvature and spherical deformation coefficient were studied. The results show that peening trajectory in chordwise direction is beneficial to enlarging spanwise bending deformation and decreasing spherical deformation coefficient. Large prebending curvature is helpful to increase spanwise bending deformation and decrease chordwise deformation, thereby obviously decreasing spherical deformation coefficient. Large spanwise deformation can be obtained under large firing pin velocity, small plate thickness and small offset distance. Large firing pin velocity plays a positive role in decreasing spherical deformation, while plate thickness and offset distance have little effect on it. Above all, prebending curvature and peening trajectory are the most important factors during prestressed UPF process. This study provides guidance for parameters optimization of prestressed UPF for wing plate with large thickness.     

铝合金型材聚氨酯柔性垫弯曲研究

型材聚氨酯垫弯曲是一种将超弹性的聚氨酯垫作为弯曲凹模的型材弯曲新技术。通过调节型材压入聚氨酯垫的深度,可得到具有不同曲率半径甚至变曲率半径分布的零件。文章首先设计并制造了聚氨酯垫柔性弯曲装置。利用研制的聚氨酯垫柔性弯曲装置,以槽形截面铝合金型材为对象,通过实验,研究了压入深度和型材曲率半径的关系,以及型材截面形状对曲率半径的影响。结果表明,对于所研究型材,其曲率半径随压入深度的增加而减小。当压入深度较小时,曲率半径迅速减小;随着压入深度的继续增加,曲率半径的缓慢减小。当采用不同弯曲方式时,型材截面抗弯模量的变化以及截面中性层位置的变化,都对弯曲件的曲率半径有重要影响。截面抗弯模量越大弯曲越困难,截面中性层与压辊轴线的距离越大,曲率半径越小。     

内孔翻边时变形区应力应变规律研究

内孔翻边是冲压成形生产中的一个常用工序,变形区的变形特征是一种物理和几何非线形的变形过程.用主应力法对内孔翻边成形过程中变形区的应力、应变及模具上的受力进行了理论分析,得出了变形区的应力、应变随冲模斜角的变化规律.结合具体算例,用ADINA软件模拟了变形区的应力、应变及模具上的受力,得出了与理论分析相同的结论,即翻边使变形区变薄;材料会沿径向收缩;冲模斜角越大,孔边缘处等效应变越大,冲压力也越大.     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

U形弯曲工艺参数对制件形状和成形载荷的影响

在大口径直缝埋弧焊管UOE成形工艺流程中,U形弯曲件横断面上直壁段的倾角和底部的曲率半径是控制成形质量的两个关键指标。文章采用平面弹塑性模型,借助于有限元数值分析方法,对UOE成形过程中的板坯U形弯曲进行了数值模拟。基于数值模拟结果,分析了在U形弯曲时弯曲凸模和水平辊的工作行程以及水平辊的初始位置等工艺参数对板坯变形规律、弯曲件横断面直壁段倾角、底部曲率半径以及成形载荷的影响。