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.     

管材弯曲壁厚变形的有限元模拟与试验分析

利用某大型有限元软件模拟了管材回转牵引式弯曲的变形过程,弯管内外侧壁厚变形与试验测定值基本相符。有限元模拟结果显示,弯管内外侧壁厚应变比较均匀,弯曲切点以外的直管部分也产生了一定程度的壁厚变化。等效应力较大值集中在靠近已弯曲成形侧的终止端部位,已弯曲成形的管壁仍存在较小的应力,而弯曲起始端作为应力传递区,局部存在较大等效应力。     

管材多点成形过程中壁厚减薄的数值模拟

基于动态显式有限元ABAQUS/Explicit,建立了管材多点成形过程的三维有限元模型,模拟分析管壁厚度、曲率半径和管坯的材料参数对管件壁厚的影响规律。结果表明,管壁厚度的增加和曲率半径的增大,有助于控制管件壁厚减薄,但管壁厚度对壁厚减薄的影响不显著,而随着曲率半径的增大,壁厚减薄率变化比较明显;在管件的截面畸变发生前,壁厚减薄量增大较快;合理地选择材料,可以有效地预防管件破裂的产生。该研究结果对管材多点成形参数的确定,具有指导作用。     

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。     

变壁厚壳体筒形件冷成形过程的数值模拟及其参数优化

通过对一种变壁厚筒形件进行的工艺分析,针对其工艺特点,运用数值模拟软件Deform 3D对各工序进行数值模拟仿真,分析了其变形过程中的应力应变分布,对其变形过程中的可能出现的缺陷进行了预测,提高了毛坯的利用率并有效的保护了设备.     

镁合金管材大曲率无芯弯曲损伤及壁厚变化研究

基于管材弯曲成形机理及Johnson-Cook损伤理论,利用Deform-3D有限元方法分析了AZ31B镁合金管材大曲率无芯弯曲初始弯曲温度、助推速度及助推形式对损伤及管材壁厚变化影响。结果表明:当助推模和压力模对管材施加的作用一定时,初始弯曲温度过低或过高均不利于镁合金管材弯曲成形,最佳初始弯曲温度为350℃,在最佳初始弯曲温度条件下,当助推模与压力模同步运动时,仅能改善一侧壁厚变化程度,无法同时改善弯管整体壁厚变化,内外侧壁厚不均匀度较大;当助推模与压力模不同步时,通过合理匹配助推模与压力模二者之间的轴向速度来改变镁合金管材在进给阶段轴向拉伸或压缩变形程度,使得内外侧壁厚均匀度达到较理想效果;当外助推模和压力模同步,内助推模和以上二者等速反向运动时,内外侧壁厚均匀度最佳,获得综合性能良好的镁合金管材弯曲成形质量。     

宽板弯曲成形过程中板厚变化精确解

基于弹塑性力学曲梁理论，分析宽板弯曲成形过程基本力学规律，推导了板厚变化精确解析解。在推导过程中，摒弃塑性体积不变假设，同时考虑弯曲成形过程中弹性变形过程，具有较强的精确性和普适性，研究成果为深入研究弯曲变形过程和科学制定弯曲成形工艺具有一定的理论价值和实用意义。     

宽板弯曲成形过程中板厚变化精化模型

基于弹塑性力学基本理论,在考虑板材真实本构关系基础上建立了宽板板厚变化精细化模型。同时,借鉴分三层思想,较好地考虑了宽板在弯曲成形过程中部分纤维层应力反号过程,因此具有较好的精确性和较强的普适性。最后,以铝板为例进行分析,发现计算值和实验值吻合较好。本文研究成果为深入研究弯曲变形过程和科学制定弯曲成形工艺具有一定的理论价值和实用意义。     

二维板料U形弯曲回弹的数值模拟研究

板料成形后的回弹对精度影响较大,在数值模拟时对回弹进行精确预测显得非常重要。分析比较了几种计算板料回弹方法的优缺点,提出了用静工算法计算回弹较在形以ＭＡＲＣ为平台建立了计算板料回弹的系统。计算了二维弯曲成形后的回弹,并通过与实验结果相比较两者结果的一致性验证了计算的可靠性。     

厚板弯曲成形有限元数值模拟及工艺研究

通过采用DYNAFORM有限元软件,对轨道车辆中厚板弯曲件的成形过程进行了数值模拟,分析了在冷弯过程中不同凸模圆角半径及不同板厚下,各弯曲件的减薄率对成形工艺的影响。采用数值模拟及工艺实验的方法,得出了厚板弯曲件成形的工艺条件,大大提高了工艺设计的效率。     

材料模型对弯管壁厚变化有限元仿真的影响

为研究材料模型对管材弯曲变形的影响,将管材拉伸试验所得真实应力应变曲线分别拟合成线性硬化和指数硬化材料模型,并用于有限元仿真。经对比分析认为,以真实应力应变曲线为加载曲线,对航空1Cr18Ni9Ti弯管壁厚变化的有限元计算与试验结果吻合程度最好;采用线性强化材料模型的仿真精度,高于指数硬化模型仿真精度。弯管壁厚变化主要集中在弯曲中段,弯、直管段交界处的变形缓和效应,使弯管两端壁厚变化逐渐减小,并且使未发生弯曲变形的直管部分也产生一定量的壁厚变化。     

薄壁钢管内胀推弯成形数值模拟及实验研究

针对薄壁管材弯曲成形过程中内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,采用内胀推弯工艺成形规格为Φ30mm×0.3mm的1Cr18Ni9Ti薄壁管材。有限元模拟了不同内胀压力下,薄壁管成形性能和壁厚分布,并进行了实验研究。结果表明,该工艺可以很好的解决内壁起皱、外壁拉裂等成形缺陷,对生产实践具有一定的指导意义。     

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。     

基于数值模拟的薄壁管冷弯成形工艺研究

薄壁管冷弯成形过程中最常见的缺陷有管坯内侧失稳起皱、外侧减薄破裂,为获得质量良好的某车用水冷管接头冷弯件,采用数值模拟方法分别研究了芯棒伸出量e、防皱块与管坯间隙c以及芯棒直径d等工艺参数对冷弯成形质量的影响.结果表明:随着芯棒伸出量e增大,管坯外侧壁厚减薄率γ增大,管坯内侧起皱趋势先减小再增大;随着管坯与防皱块的间隙...     

等径三通管整体液压成形壁厚分布规律

对铝合金薄壁三通管壁厚分布规律进行研究。将管坯放入模具型腔,通过轴向进给补料、内部增压,沿下模具型腔中间倒圆角处凸出一个较高的等径支管,形成等径三通管。通过数值模拟和实验对等径三通管整体液压成形的过程进行研究,分析了三通管整体液压成形4个不同阶段的管材壁厚分布规律和管材关键部位壁厚的变化规律。研究发现,成形管材底部的壁厚最大,过渡圆角周边处次之,支管顶端周边最薄。数值模拟和实验结果相吻合,为T型三通管零件生产奠定了基础。     

三层复合管弯曲成形数值模拟及实验

针对核能用含有致密体和粉末体异种材料的三层复合管模型的复杂性,采用有限元数值模拟软件MSC.Marc对三层复合管建立模型,实现其带有从动的弯曲成形模拟,并分析其回弹及椭圆度等;根据模拟结果,设计模具,进行物理实验。模拟结果与物理实验有较好的一致性,得到成形质量较好的弯曲件,验证了有限元模型建立的可靠性。     

管无芯弯曲中塑性变形规律的研究

通过大量管材弯曲试验,分析了沿弯曲线的切向和管壁厚方向的应力应变状态,给出弯管内、外侧管壁厚变化量和切向应变的近似计算公式。在后续试验的基础上,逐步将修正公式适用于实际生产。同时,为管材弯曲成形机理研究作了相应的基础准备工作。     

小直径管无芯弯曲壁厚变形的试验研究

通过大量小直径管弯曲成形试验,分析了弯管壁厚方向的应变分布状态,指出管壁厚变形主要受材料力学性能和变形几何因素的影响,沿弯曲线呈非均匀分布,最大减薄和增厚量均产生在弯曲内角中部。推导出限制弯管壁厚变化量的许用最小弯曲半径公式,经试验验证具有一定的实用价值。