数控弯管仿真系统的设计与开发

管料的数控弯曲是一种先进的管弯曲塑性加工技术，而数控弯管技术的高效应用需要相关的软件支持。本文设计与开发了数控弯管仿真系统（NCTBS系统），基于数据库技术实现数控弯管CAD/CAPP/CAE技术的集成，旨在建立适用的工艺数据库，提高数控弯管工艺水平。     

基于关系数据库的数控弯管成形有限元仿真管理系统研究与开发

采用计算机建模仿真与理论及实验研究有机结合的方法,对复杂的数控弯管成形过程进行研究是一种可行和可靠的手段。数控弯管仿真及实验过程涉及大量数据、模型和结果,为对这些信息进行存储和管理,以及将研究中积累的宝贵知识进行共享和重用,从而提高数控弯管成形过程有限元仿真和实际生产的效率和精度,文章基于关系数据库技术,研究开发了数控弯管成形有限元仿真管理系统。结果表明,该系统不仅能指导研究工作者进行高效精确的数控弯管数值模拟研究,而且能全程指导实验研究及实际生产,并且能迅速有效地将专家建议提供给操作人员。     

基于Python的ABAQUS数控弯管数值模拟后处理

弯管零件以其优良的性能,在各工业领域中得到了广泛应用。有限元数值技术的发展为研究管材弯曲问题提供了一种有效的途径,结果数据的有效提取和高效处理成为数控弯管数值模拟的关键问题。文章采用Python语言对ABAQUS后处理模块进行了二次开发,根据数控弯管的常见质量指标,实现了截面扁化率、壁厚变化率、回弹角的计算以及管件起皱判断等功能,并开发出友好的图形用户界面,以增强后处理模块的实用性。其后处理二次开发思路同样适用于其他塑性成形过程。     

基于ABAQUS的车削过程有限元模拟及分析

针对斜角车削的特点,建立了其三维有限元模型,运用ABAQUS有限元软件对AISI-1045钢车削过程进行力-热耦合模拟分析,并将其仿真结果与经验及理论结果对比,验证了该模拟方法的有效性,对进一步开展车削加工精度控制研究具有一定的指导意义.     

中频感应加热纯钛弯管成形过程中的有限元模拟

在MSC／Autoforge有限元模拟软件和弹塑性有限元理论的基础上，建立纯钛弯管成形过程中的计算机模拟系统。采用中频感应加热方法，通过对模具设计参数和推制速度的优化，获得环形管成形最佳的参数为；a=1．0～1．1、V=3．5～4．0mm／s。模拟和实际结果表明，采用上述参数可获得壁厚均匀，等强度，轻重量的薄壁钛环形管。     

基于ADAMS的五轴数控工具磨床磨削力仿真分析

利用计算机三维建模与虚拟样机仿真技术建立自主研发的五轴数控工具磨床虚拟样机模型,对五轴数控工具磨床加工过程中砂轮磨削力的受力大小和变化趋势进行仿真,利用磨削力的理论计算公式验证了所建立的虚拟样机模型的有效性。研究了砂轮线速度、磨削深度、进给量对磨削力的影响,为五轴数控工具磨床的设计提供参考。     

基于LabVIEW数控弯管智能辅助平台的研发

针对航修企业导管"多数模、小批量"的特殊生产模式,为实现导管数字模型到数控弯管机加工文件的快速生成与传递,文章基于LabVIEW通用软件平台,依托现有设备平台,对数控弯管数模到加工文件转换系统进行研究,开发了一套数控弯管智能辅助平台。该平台可实现从逆向建模数据到弯管机加工数据的快速转换,并可满足弯管过程自动回弹补偿、工艺参数自动匹配等核心技术需求,为航修企业全面推广应用数控弯管技术奠定了基础。     

基于CATIA的数控弯管数模转换系统研究与开发

建立数字化弯管系统实现从导管数字化到数控弯管机全过程数字量传递,已成为当前发展数字化精确高效数控弯管技术亟待解决的问题。文章采用VB语言,以CATIA二次开发技术为基础,对数控弯管数模转换系统进行研究与开发,实现了从弯管CATIA模型得到关键点坐标值,建模数据与弯管机加工数据的转换,以及弯管的CATIA参数化建模,为推动先进数字化数控弯管系统的实现奠定了基础。     

大口径薄壁小弯曲半径数控弯管有限元建模和实验

针对大口径薄壁小弯曲半径管件在航空航天领域日益迫切的需求,在对数控弯曲过程的实验和理论分析基础上,选用动态显式有限元平台ABAQUS/Explicit,以50mm×1mm(外径×壁厚)系列不锈钢和铝合金大口径薄壁小弯曲半径管件为例,实现了包括弯管、抽芯、卸模回弹的完整的数控弯曲有限元模型的建立,结合实验研究对比讨论了大口径小弯曲半径管件弯曲过程建模的难点和解决方法。     

螺纹拧紧过程中的扭矩、轴向力和弯矩研究

论文研究了弹性区域内螺纹的拧紧力距与轴向力之间的关系,通过在一台新设计装置上进行的拧紧试验,对规格为M12×1.5～M20×2.5螺纹配合部分的扭矩与夹紧力进行了测量.实验结果表明,这些测得值是相互关联的,即拧紧力矩与轴向力之间的关系可以由通用方程予以表述.进而,通过实验又证实了这些通用方程式的有效性,但是,当螺纹拧紧时还受到一个弯矩作用时,上述方程将不适用.     

Thin-walled aluminum alloy tube NC precision bending based on finite element simulation

Elongation and springback are the bottleneck problems of thin-walled aluminum alloy tube NC precision bending. SO thin-walled alurninum alloy tube NC precision bending based on finite element simulation is put forward. The finite element model of thin-walled aluminum alloy tube NC bending is established based on the DYNAFORM platform. The process of thin-walled aluminum alloy tube NC precision bending is simulated with the model and the elongation and springback of tube bending can be gained. A new method of measuring the elongation of thin-walled tube NC precision bending named ＇pressure die measuring method＇ is put forward and the computing equations of bending angle, bending radius, blanking length and initial bending section based on elongation and springback angle are derived. The bending angle, bending radius, blanking length and initial bending section of tube bending can be gained with these equations based on the elongation and springback angle from the simulation. The study can be used to control the quality of thin-walled aluminum alloy tube NC bending so that precision bending without redundance can be realized.     

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.     

冷轧管机的动平衡计算

为平衡普通冷轧管机传动系统内的部分惯性力与惯性矩,在偏心齿轮上配以平衡用扇形块.正确选择扇形块的质量和位置,可以改善系统受力状况和轧机的工作效率.本文给出了系统中包括扇形块在内的各部件的惯性力和惯性矩的计算公式,以合理确定扇形块的质量和位置.     

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.     

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。     

薄壁管数控弯曲截面畸变的实验研究

截面畸变是薄壁管小弯曲半径数控弯曲成形容易出现的成形缺陷之一。文章采用实验法,研究了芯头个数、芯棒伸出量、弯曲角度、压块润滑状态、相对弯曲半径、材料等因素对截面畸变的影响;并提出了减小截面畸变的有效措施。结果表明,增加芯头个数与芯棒伸长量都能减小弯管的截面畸变,但两者都导致弯管壁厚减薄量增大;随着弯曲角度的增加,截面畸变越严重,相对弯曲半径越小,无芯棒与芯头支撑段弯管的截面畸变愈严重;在压块无润滑情况下,弯管的截面畸变和壁厚减薄量都小,并且在同等弯曲条件下,1Cr18Ni9Ti弯管的截面畸变小于LF2M弯管。     

薄壁管小弯曲半径数控绕弯成形芯模效用的实验研究

薄壁管数控弯曲中带芯头的柔性芯模是提高薄壁管件成形极限和成形精度的关键因素。文章建立了绕弯过程芯模(包括芯棒和芯头)的理论解析模型,包括了芯模直径d、芯棒伸出量e、芯头个数n、芯头厚度k、芯棒/芯头孔心间距p及芯棒圆角半径r等参数的选取公式的推导,获得了不同弯曲规格下的芯模参数取值范围,验证了解析模型的合理性;实验研究了芯模参数对管材失稳起皱、壁厚减薄和截面畸变的影响规律。通过分段抽芯的工艺方法,完成了38mm×1mm×38mm(1D)高难度不锈钢管件的弯曲。     

Effect of mandrel on cross section quality of thin-walled tube numerical controlled bending

The effect of mandrel with the structure of ball and socket on the cross section quality of thin-walled tube numerical controlled （NC） bending was studied by numerical simulation method, combined with theoretical analysis and experiment. Influencing factors of the mandrel include the count of mandrel heads, the diameter of mandrel and its position. According to the principle of NC tube bending, quality defects possibly produced in thinwalled tube NC bending process were analyzed and two parameters were proposed in order to describe the cross section quality of thin-walled tube NC bending. According to the geometrical dimension of tube and dies, the range of mandrel protrusion was derived. The finite element model of thin-walled tube NC bending was established based on the DYNAFORM platform, and key technological problems were solved. The model was verified by experiment. The effect of the number of mandrel heads, the diameter of mandrel and the protrusion length of mandrel on the cross section quality of thin-walled tube NC bending was revealed and how to choose mandrel parameters was presented.