弯管壁厚变形试验及有限元模拟分析

在大量试验的基础上,进行管材弯曲变形过程及其弯管壁厚变形的有限元模拟分析,计算与试验测试结果基本一致.在一定弯曲变形程度内,弯管外侧壁厚变形分布相对均匀,而内侧管壁厚应变值始终存在波浪形分布趋势.影响管材弯曲内、外侧壁厚变形的主要因素是相对弯曲半径、相对壁厚,此外,在其他变形条件相同的情况下,弯管外侧壁厚变薄应变随管外径增大而略有减小.     

内压作用下局部减薄弯管塑性极限载荷分析与试验研究

采用有限元分析法和试验测定法,对内压作用下局部减薄弯管的极限载荷进行研究。由有限元计算结果数据拟合出局部减薄弯管塑性极限内压的计算公式,并通过试验验证了该公式。     

工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性分析

为实现21-6-9高强不锈钢管数控弯曲精确成形,提高其成形质量与成形极限,需要对弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于ABAQUS/Explicit有限元软件平台,建立了21-6-9高强不锈钢管数控弯曲三维弹塑性有限元模型,并对其可靠性进行了验证。通过有限元模拟和正交试验,研究了工艺参数对21-6-9高强不锈钢管数控弯曲壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明,影响壁厚减薄的显著性工艺参数依次为芯棒伸出量、管材与芯棒间隙、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数和弯曲速度,其影响规律为：壁厚减薄率随着芯棒伸出量、管材与防皱块摩擦因数、管材与芯棒摩擦因数、管材与压块摩擦因数、弯曲速度的增大或管材与芯棒间隙的减小而增大。采用多元线性回归方法建立了最大壁厚减薄率与显著性工艺参数之间的回归预测模型,经对比验证,回归预测模型结果与正交试验结果之间的相对误差不超过5%。     

漏磁场法测量油管壁厚的研究

在石油开采中,油管内壁杆状磨损和内外壁大面积腐蚀引起的壁厚减薄缺陷是造成油管失效的主要原因之一,本文提出了一种油管壁厚漏磁场测量方法,结果表明,该方法具有精度和灵敏度高,可在线测量等特点,为表面受油泥或其它非导磁性材料覆盖的旧油管的现场检测提供了新的方法与手段。     

变壁厚密封圈旋压成形的有限元分析

利用有限元计算方法对变壁厚密封圈旋压成形过程进行了模拟分析,得到成形过程中的应力、应变、旋压力的分布规律。     

金属板料单点增量成形厚度减薄率的预测与控制

金属板料单点增量成形过程中成形区域厚度减薄率过大是影响成形极限的一项重要因素,预测成形区域壁厚是控制减薄率的重要方法。选取1060铝板,对单点增量成形过程中的壁厚变形过程进行分析,利用Abaqus有限元分析软件,建立单点增量成形有限元模型,利用仿真结果拟合出精度较高的壁厚预测公式,分析工具头直径、层间距、进给速度、板料厚度、成形角度等工艺参数对减薄率的影响规律,并通过试验验证有限元模拟的正确性,并提出通过改变成形轨迹控制减薄率的方法。结果表明:拟合出的壁厚预测公式所求得壁厚值比正弦定理所求得的壁厚值更接近实验值;壁厚减薄率值随着工具头直径、成形角度和板料厚度的增大而增加,随层间距的增加而减小,进给速度对减薄率影响不显著,成形角度是影响减薄率的最重要因素;采用压入点均布的成形轨迹可有效减小减薄率。     

含内局部减薄缺陷高温弯管蠕变极限载荷及其安全评定

根据P91材料高温等时应力应变本构关系,对高温含内局部减薄缺陷弯管的蠕变极限载荷进行了研究。研究表明,高温蠕变极限载荷在蠕变初期急剧下降,之后下降趋缓,该现象反映了高温下材料蠕变劣化过程。不同应变准则下蠕变极限载荷变化规律一致。根据有限元计算结果,提出了与蠕变时间无关的蠕变极限载荷计算方法,得到了含内局部减薄缺陷高温弯管的安全评定方法。     

基于有限元的弯管应力分析研究

本文利用大型有限元分析软件ANSYS对内压作用下的弯管的应力进行了分析,实现了弯管应力有限元法分析方法.同时详细研究了弯管加工缺陷对弯管应力的影响,进一步验证了理论分析的准确性.     

三维数控弯管的数据变换及程序实现

以向量运算的方法,把三维数控弯管的X、Y、Z几何数据变换成Y、B、C加工数据,并用程序实现之,并指导了对弯管数据的形成.提供了一种通过生成立体的三维虚拟图像来检查设计图纸准确性的计算方法.     

基于流固耦合的弯管应力有限元分析

弯管在流体作用下受力复杂,准确的应力分析是进行强度计算和弯管设计的重要前提.本文使用ANSYS流体-固体有限元分析软件,建立了管内流体动力学分析和弯管结构应力三维分析模型,利用两种不同物理环境的转换,得出了弯管在流体不均匀压力作用下的应力分布.     

薄壁管数控弯曲成形中芯轴参数的确定

在薄壁管数控弯曲成形中,诸多错综复杂且相互耦合的物理因素严重影响弯管成形质量,其中芯轴是一个极为重要的因素,选取芯轴伸出量和球头节个数是实际生产中关键,且是难题所在.基于薄壁管绕弯成形原理,提出芯轴球头节个数和芯轴伸出量的计算公式.建立精确有限元模型对薄壁管数控弯曲成形进行力学仿真,得出芯轴参数对壁厚变化率和椭圆畸变率的影响规律,验证了芯轴伸出量计算公式.     

芯棒伸出量对薄壁矩形管弯曲失稳起皱影响的数值模拟

基于动态显式有限元平台ABAQUS/Explicit,建立了3A21铝合金薄壁矩形管绕弯成形过程的三维有限元模型,模拟分析了芯棒伸出量对薄壁矩形管绕弯成形过程中失稳起皱的影响规律。结果表明:随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度逐渐减小,切向压应力极大值波动的峰值减小,等效应力逐渐减小,并且变化趋于平缓;当芯棒伸出量达到一定值后,随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度极大值变化不明显。该研究对薄壁矩形管绕弯成形工艺参数的确定具有重要的参考价值。     

薄壁管数控弯曲应变的网格法研究

采用网格法,对50mm×1mm×R100mm(管径×壁厚×弯曲半径)的LF2M和1Cr18Ni9Ti薄壁管数控弯曲中弯管三向应变分布规律进行了研究,结果表明:LF2M弯管最外侧切向拉应变大于1Cr18Ni9Ti弯管的最外侧切向拉应变,而最内侧压应变前者小于后者,导致与1Cr18Ni9Ti弯管相比,LF2M弯管的最外侧壁厚减薄应变大,最内侧增厚应变小;薄壁管小弯曲半径数控弯曲成形中,周向应变不可忽略,其值最大可达最大切向应变的1/3;随着弯曲角度的增大,弯管三向应变均增大,但周向应变增幅小于切向应变与厚向应变的增幅;LF2M弯管切向最外侧拉应变大于其最内侧压应变,1Cr18Ni9Ti弯管切向拉、压应变相差不大,导致前者最外侧壁厚减薄应变大于其最内侧增厚应变,而后者的壁厚减薄应变与增厚应变相差不大。     

管材激光弯曲的有限元分析

为了研究管材激光弯曲过程中的温度和应力情况,利用有限元软件ANSYS进行分析计算,采用APDL语言编写命令流,生成单元,模拟移动热源载荷.通过分析计算获取温度场,应力应变场的详细信息.分析结果表明管材激光弯曲成形过程中,管材先经历背向激光的弯曲,之后形成面向激光束的弯曲;最后,在加热位置内外表面会发生朝向外侧的凸起变形.     

芯棒形式对铜管绕弯成形质量影响的仿真研究

利用仿真技术对薄壁铜管绕弯成形中圆头、关节、曲面3种形式的芯棒对弯管质量的影响进行了研究。建立了基于显示算法的铜管弯管有限元仿真模型,并对模型进行了试验验证。验证结果表明,动力显式算法仿真模型可以较好地对铜管绕弯成形过程进行模拟。利用该模型,对空调铜管弯曲成形常用的圆头芯棒、曲面芯棒和关节芯棒进行了仿真对比,分析了芯棒形式对成形关键参数——厚度减薄和截面畸变的影响。仿真分析结果表明:圆头芯棒最有利于减轻厚度减薄的情况;关节芯棒最有利于保持铜管截面形状;曲面芯棒有利于得到综合性能更好的弯管。研究结果为工程应用中芯棒形式的选择提供了理论依据。     

工艺参数对管材激光弯曲成形影响规律的研究

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结果表明:在其他条件不变的情况下,激光弯曲角度随激光功率的增大而增大,两者基本上成线性关系;弯曲角度随扫描速度的升高而减小,随光斑直径的减小而增大,但当光斑直径减小到一定程度后,弯曲角度开始减小;弯曲角度随扫描包角的增大而增大,当扫描包角为180°时,弯曲角度达到最大,弯曲角度随扫描包角的继续增大而减小;扫描次数与弯曲角度间成近似的线性关系,且第一次扫描管材产生的弯曲角度最大。     

管材拉弯工艺及数值模拟分析

拉弯是管材弯曲成形的重要工艺方法,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同工艺参数下的管材拉弯成形过程进行了数值模拟,通过改变相对弯曲半径R/D和相对弯曲厚度t/D,分析了拉弯工艺参数对成形过程的影响。研究结果表明:通过增大相对弯曲半径R/D或增大相对弯曲厚度t/D,降低弯曲件的等效应力,可以有效控制弯曲件壁厚的变化,有助于提高管材拉弯成形的质量。     

基于ANSYS的纯弯曲梁正应力仿真分析

在材料力学的纯弯曲实验中,为提高学员独立思考、分析和解决实际问题的能力,使用ANSYS的数值计算方法进行分析,仿真结果与理论值、电测法所得的实验值三者进行比较,结果基本一致.     

圆管的弹塑性变形分析及有限元模拟

通过分析厚壁圆管施加外压的受力特点．使用ANSYS有限元软件对厚壁圆管弹塑性变形进行模拟,分析圆管的变形规律和应力、应变分布状况。对液压柔性成形的科研和运用提供有效的帮助。     

基于有限元分析的二轴柔性滚弯过程影响因素的研究

利用弹性介质对钣金件进行二轴柔性滚弯成形是一种先进的钣金制造工艺,将弹性介质(聚氨酯橡胶)的冲压优势和传统滚弯原理结合,成为钣金成形领域的一个新的发展方向。本文利用有限元软件MARC建立二轴柔性滚弯过程的有限元分析模型,成功的模拟了板料滚弯成形及回弹的加工过程,对工件滚弯成形过程的主要影响因素进行了分析,给出了压入深度、柔性层厚度、刚性滚轴半径、材料性能与回弹后曲率半径的关系。分析结果表明,有限元模拟对滚弯过程的工艺参数选取有着一定的指导意义。