0Cr18Ni9管材大曲率无芯弯曲回弹研究

为了提高管材回弹后的质量,初步建立了管材大曲率无芯弯曲回弹角的预测模型。同时建立了管材弯曲回弹模拟模型,基于ABAQUS数值模拟和实验对0Cr18Ni9管材进行大曲率无芯弯曲(相对弯曲半径为1. 5),验证了模拟模型的可靠性。研究了弯曲角、弯曲速度及壁厚等工艺参数对管材弯曲回弹的影响。结果表明:管材弯曲回弹是一个应力释放的过程,弯曲角对回弹影响最大,壁厚次之,弯曲速度影响最小;回弹角随弯曲角度的增大而增大;回弹角随壁厚增大而减小;弯曲速度与回弹角成正相关关系,回弹角随弯曲速增大而增大。     

Ti35合金管材数控弯曲成形规律有限元模拟研究

利用Abaqus有限元软件对新型耐蚀Ti35合金管材的数控弯曲过程进行了模拟研究。研究了弯曲角度、芯棒伸出量、压块相对助推速度和相对弯曲半径对Ti35合金管材成形结果的影响。结果表明,Ti35合金管材数控弯曲截面扁化率和回弹角随弯曲角度的增大而增大;弯曲变形越剧烈(如减小弯曲半径、压块相对助推速度,或增大芯棒伸出量),壁厚减薄率越大,回弹角越小。截面扁化率随芯棒伸出量、相对弯曲半径的增大而减小。     

芯棒伸出量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量的影响

利用有限元模拟软件ABAQUS建立了0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的数据弯曲、抽芯及回弹全过程有限元模型,并对其可靠性进行了验证;研究了芯棒伸出量e对横截面畸变、壁厚变化、起皱趋势和回弹角的影响规律。结果表明,随着芯棒伸出量的增大,管材横截面畸变率和回弹角减小,当芯棒伸出量大于2.5 mm时,管材出现"鹅头"现象;外侧壁厚减薄率随着芯棒伸出量的增大而增大,内侧壁厚增厚率随着芯棒伸出量的增大而有所减小,但减小趋势不明显;弯管内侧起皱趋势随着芯棒伸出量的增大先减小后增大;最后获得了合适的芯棒伸出量范围为1.5~2 mm。     

工艺参数对弹性模量变化条件下高强不锈钢管绕弯回弹行为的影响北大核心CSCD

采用反复加载-卸载拉伸试验获得了高强0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管的弹性模量随塑性变形的变化规律,构建了弹性模量与塑性应变之间的函数关系,并嵌入ABAQUS软件中模拟了工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响,分析了回弹对工艺参数的敏感性。结果表明:弹性模量变化和恒定条件下,工艺参数对高强不锈钢管数控绕弯回弹行为的影响的变化趋势相似,只是弹性模量变化条件下的回弹值增大了;回弹角和回弹半径随着芯棒伸出量、弯曲速度、助推速度的增大或管材/芯棒间隙、管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数的减小而减小。回弹半径对工艺参数更为敏感,其敏感性大小依次为:管材/弯曲模间隙、管材/弯曲模摩擦因数、助推速度、弯曲速度、芯棒伸出量和管材/芯棒间隙,而回弹角对各工艺参数的敏感性不显著。     

管材无芯弯曲中回弹规律的研究

作为管材弯曲变形研究的一部分,在大量试验的基础上开展了管材弯曲回弹的实验研究,利用沿弯曲线切向和管壁厚方向的变形关系,推导出基于弯管外侧材料变形卸载后弯曲回弹角的近似计算公式.并对影响管材弯曲回弹的变形条件和材料力学性能进行了简要分析.     

小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹规律

航空用小直径铝合金管在数控弯曲卸载后会产生比较明显的回弹现象,影响零件的几何和形状精度。基于有限元软件AUTOFORM,建立了LF6铝合金管数控弯曲弹塑性有限元模型。利用该模型,研究了弯曲角度与卸载后回弹角度之间的关系,并通过正交实验分析了工艺参数对小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹的影响规律。结果表明,回弹角随着弯曲角度的增大而线性增大;回弹角随芯棒伸出量的增大而减小,随芯棒与管材间隙和管材与压块间摩擦系数的增大而增大,压块相对助推速度小于1时,回弹角增大。     

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲回弹的影响研究

建立了0Cr18Ni9不锈钢管材大曲率无芯弯曲回弹角的数学模型,并通过Abaqus软件建立了它的有限元模拟模型,模拟和分析了管材与模具的间隙对管材弯曲回弹角的影响。通过试验验证了有限元模型的可靠性。结果表明:管材回弹角随着管-弯曲模间隙增大而增大;管材回弹角随着管-夹模、镶模的间隙增大而增大;管材回弹角随着管-压模间隙增大而减小;管材回弹角随着管-防皱模间隙增大而增大,但效果不明显。     

6061-T4薄壁铝合金管数控弯曲回弹规律(英文)

以规格为50.8mm×0.889mm(管材外径×管材壁厚)的高性能薄壁6061-T4铝合金管为对象,采用单因素实验分析和基于全过程三维有限元模拟的正交方法,获得多个弯曲成形参数对6061-T4薄壁铝合金管数控弯管回弹的影响。结果表明:1)弯管回弹角随弯曲角度的增大而总体呈线性增大;2)影响弯管回弹的显著性因素从高到低排列为:芯棒管材间隙,弯曲半径,压模管材摩擦,防皱块管材间隙,压模管材间隙,助推速度,芯模管材摩擦和芯球个数;3)显著性成形参数对回弹的影响规律与不锈钢和钛合金相似:回弹角随弯曲速度、芯棒管材间隙、相对弯曲半径、防皱模管材间隙、压力模摩擦系数、压力模相对助推速度的增大而增大,随芯棒伸出量、芯球个数和芯棒摩擦系数的增大而减小。     

铝管锥形模机械扩径变形区壁厚分布规律

研究了管材锥形模机械扩径变形区应力分布的特点,根据应力-应变关系,分析了变形区壁厚可能存在的分布规律,通过求解变形区应力分布,根据全量理论和体积不变原则,提出了变形区壁厚分布的解析式,基于该公式,分析了扩径系数和摩擦系数对壁厚分布的影响,结果表明,扩径系数较小时,摩擦系数对壁厚分布影响较小,变形区壁厚均减薄;当扩径系数较大时,变形区存在壁厚分界面,分界面之前(靠近模具前端)壁厚增厚,分界面之后壁厚减薄,并且摩擦系数越大,分界面半径越大。进一步数值模拟证明,该壁厚分布公式正确。     

直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形过程分析

针对直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形特征,考虑了包辛格效应和变形过程中弹性模量的变化,采用线性随动强化耦合Chord模型描述了直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形行为及其特征,结果表明非对称弯曲变形过程可以分为5个变形阶段:刚体转动阶段、全弹性变形阶段、弹塑性未包覆变形阶段、弹塑性包覆阶段和回弹阶段。整个板料变形区可以分为:全弹性变形区、弹塑性未包覆变形区和弹塑性包覆区;其中JCO成形首次弯曲非对称性明显,而二次和三次弯曲非对称性不明显;非对称弯曲回弹量与残余应力水平直接相关,残余应力水平越高,弹性回复应变越小。     

矩形波导管弯曲壁厚减薄特点分析

根据弯曲前后变形材料体积不变的原则,推导了波导管最大壁厚变化量的简化计算式,与实测数据对比证明壁厚简化计算式可对弯曲管材壁厚变化给出合理预测,能够满足生产需要。建立了波导管弯曲工艺分析模型,用有限元分析软件ANSYS对6063矩形波导管弯曲成形工艺过程进行数值分析,得出弯曲半径分别为100,80和40 mm情况下管材外侧壁厚减薄量分布曲线和弯曲半径为40 mm条件下弯曲角度不同管材外侧壁减薄量分布曲线,通过对计算曲线的分析确定了管材弯曲变形过渡区弥散分布于一个较大区域,这个区域的中性层长度约为管材侧面宽度的1. 4倍。通过分析弯曲半径为40 mm条件下弯曲角度不同管材外侧壁减薄量分布曲线,得出波导管小半径弯曲时变形过渡区可以达到30°范围。对实验管件进行了剖切测量,证实理论计算的壁厚减薄量与实测结果吻合很好,针对给定的波导管,弯曲半径为40 mm时,变形区宽度也与计算曲线描述的30°范围相符。     

预应变超薄不锈钢板材弯曲回弹

针对不同晶粒尺寸的超薄316L不锈钢板材试样,开展了不同预应变材料的拉伸实验和弯曲实验,研究材料在多次拉伸中的力学行为,探索预应变对弯曲回弹的影响。研究表明流动应力和回弹角都随晶粒尺寸增大而降低,多次拉伸中预应变对材料拉伸应力应变关系没有显著影响,但预应变使材料发生加工硬化导致了回弹角随预应变增加而增大。进一步的实验结果与数值模型计算结果对比表明,预应变对材料压缩力学行为的影响是导致回弹角预测偏大的主要原因。     

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。     

板厚对T2紫铜板U形弯曲回弹的影响

采用U形弯曲模对T2紫铜板进行弯曲试验,测量卸载后的弯曲角回弹量,结果表明:在板厚0.15-2.0mm的范围内随着板厚的增加,试样的弯曲角回弹量逐渐减小。为了精确描述弯曲角回弹量与板厚之间的关系,分别用最小二乘法拟合与拉格朗日插值获得两者之间的函数关系式,接着用一组弯曲角回弹量的测量值去验证两种方法的计算精度,验证结果表明:最小二乘法拟合得到的函数关系式的计算值具有更小的均方根误差,可以用来预测T2紫铜板的弯曲角回弹量,对于分析T2紫铜板的弯曲变形以及合理制定弯曲工艺具有一定的指导意义。     

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。     

U型钢成型过程中回弹影响因素的综合分析

为了研究U型钢弯曲成型过程中的各种影响因素对回弹角的影响,对U型钢回弹时回弹角的求解公式进行了理论推导,分析可知回弹角随相对弯曲半径值增大而增大;弯曲角越大,回弹角越大;弹性模量越大,回弹量越小。用有限元软件ANSYS建立模型,模拟分析相对弯曲半径、弯曲角和弹性模量对回弹角的影响。模拟分析可知,在相同的条件下,回弹角随相对弯曲半径值增大而增大,回弹量基本与相对弯曲半径成线性关系;弯曲角度的大小对回弹有显著的影响,在相同的条件下,弯曲角越大,回弹角越大;材料的弹性模量对回弹有显著的影响,回弹量随弹性模量的增大而减小。     

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。     

小曲率板材弹塑性校正弯曲回弹分析

采用平面应变假设,建立了线性硬化板材的弹塑性弯曲弯矩及回弹分析模型,给出了卸载前后板材曲率半径之间的定量关系。该模型在弯矩计算中考虑了弹性变形区的大小与板材中性层曲率半径之间的关系。研究结果表明,当曲率半径较大时,弯矩随曲率半径按近似抛物线的规律变化;曲率半径较小时,弯矩随曲率半径按近似双曲线的规律变化。将所提出的分析模型与目前普遍采用的模型进行对比分析,指出了普遍采用的模型在适用范围上的不足。提出的回弹分析模型的预测值与实验结果吻合较好,特别是在进行小曲率弯曲回弹分析预测时具有优势。     

宽板V型自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

板料在弯曲卸载过程中,由于弹性变形回复,从而产生回弹。回弹的结果使弯曲件的精度降低。影响回弹的因素很多,也很复杂。根据弹塑性弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,对宽板V型自由弯曲应力应变进行了分析,得到了弹塑性交界处曲率半径,推导出了弯曲力及目标弯曲角随弯曲行程变化的关系式。理论计算与实验及数值模拟结果进行了比较,为宽板V型自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

模具材料对SUS304不锈钢管绕弯回弹的影响

建立了使用弹性弯曲模下的SUS304不锈钢管绕弯成形有限元模型并进行了试验验证。通过改变模具材料参数减小了SUS304不锈钢管弯曲回弹,通过单因素优化试验和正交试验筛选出较优的模具材料参数为:杨氏模量1.24 GPa,泊松比0.37,屈服强度104 MPa。该条件下当管材弯曲角度为180°时,弯曲回弹角为3.31°,比原来的弯曲回弹角5.56°减小了40%。使用弹性模变形的管材切向应力的值小于使用刚性弯曲模成形后的值。