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。     

管材弯曲成形的有限元模拟与实验分析

利用有限元计算方法对管材弯曲成形过程进行了模拟分析,并与实验结果进行了比较。指出,管弯曲内侧等效应变和壁厚变化呈跳跃式条状分布,是管壁起皱变形的前兆。切向应变在弯曲中部较大,向两端逐渐减小,在起弯侧和终弯侧切点以外的直管区域仍然延续有切向变形。     

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。     

弯管中性层偏移计算及截面畸变分析

针对管材弯曲时的截面畸变现象,基于弹塑性变形理论、弹性-幂强化材料模型以及弯曲横截面力平衡条件,建立了管材弯曲变形和中性层偏离分析模型,并推导出截面壁厚变化和中性层偏移量的解析公式,研究了材料力学性能和弯管几何参数等对管材弯曲时中性层偏移的影响规律,并根据材料的各向同性以及塑性强化情况,提出中性层偏移量的简化解析公式。与相关文献中的计算方法以及试验结果比较,本模型由于考虑了材料的塑性强化作用,精度更高。通过对比06Cr19Ni10弯管壁厚测量结果,由于忽略了管材拉伸变形区域的截面收缩,最大壁厚计算值偏大,最小壁厚计算值偏小。通过试验引入截面修正系数后,进一步提高了模型计算精度。     

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。     

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.     

管材弯曲有限元仿真分析及试验研究

利用有限元仿真分析方法对管材弯曲成形过程进行数值模拟,指出了弯曲过程中开裂、起皱、截面畸变等缺陷,分析了弯曲区域内管材壁厚变化规律.在此基础上进行工艺试验,并对试验后管材壁厚进行分析.试验结果与仿真分析结果吻合良好,两者均表明,弯曲过程中,弯角外侧管壁肇厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增加,最大减薄和最大增厚均处于弯角中间部位.管材弯曲过程中,弯角外侧平均壁厚应变ε_t随着相对弯曲半径R/to的增大而减小;当R/to过小时,管壁外侧会过渡减薄,甚至破裂.     

不同热处理工艺下L245M钢级小弯曲半径感应加热弯管性能的研究

对不同热处理工艺下的L245M钢级小弯曲半径感应加热弯管壁厚分布、力学性能、金相组织进行了检验分析.发现在感应加热弯制后弯曲段管体壁厚发生了明显变化,外弧侧壁厚减薄,内弧侧壁厚增厚.回火处理后,管体壁厚出现回弹;与母管相比,感应加热弯制后弯曲段内弧侧管体强度略有升高,而外弧侧管体强度明显升高,强度增加了近200MPa,...     

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。     

焊接接头的纵弯试验

一、前言异种钢焊接接头和焊缝金属与母材强度相差较大的焊接接头,在进行弯曲试验时,可进行横弯试验,也可进行纵弯试验。由于在考核该类焊接接头的横弯试验时,压头对准焊缝区难以保证试样中心不发生偏移,在滚轮弯曲试验过程中,往往强度低的材料向压头方向移动,因而实际最大变形区不在焊缝中心,而在其他部位,达不到试验目的。AWSB4.0指出,在横向弯曲试验时,由于这类试样弯芯曲率不一致,在这种情况下,试验应考虑无效,而采用纵向弯曲试验。二、纵弯试验     

组合摩擦对厚壁管件压弯成形的影响

在阐述了厚壁结构管件填充介质压弯成形工艺的基础上,建立了管件压弯成形过程有限元模型,研究了内外摩擦因数对管材弯曲成形过程中应力应变、成形载荷以及管壁厚度变化的影响。数值模拟结果显示:摩擦是影响管件成形的重要工艺参数。在管件的压弯成形过程中,摩擦力影响变形区的应力分布和金属流动,当选择适当的摩擦因数组合时,管件受到的应力与成形力均较小,壁厚均匀性较好。     

管材三维无芯弯曲过程有限元模拟

建立了管材三维弯曲成形有限元模型,对管材弯曲成形过程进行模拟,分析了管材弯曲过程中应力、应变分布情况,探讨了弯曲角速度对管材成形过程的影响。结果表明,管材弯曲过程中,弯角外侧管壁壁厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增大。弯曲角速度越大,管材内外侧壁厚变化越大,越容易发生拉裂、起皱等畸变。     

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。     

塑性变形理论在小半径弯管中的应用

针对管材小半径弯曲的成形过程，运用塑性成形基本理论，对管材弯曲中的应力分布、壁厚改变、中性层偏移、弯矩、截面收缩率等主要工艺参数进行了分析，推导出了相关解析计算公式，并探讨了相对弯曲半径变化对各工艺参数的影响，为管材弯曲工艺计算提供了简便方法。     

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。     

地层塌陷作用下埋地管道应变响应分析

为研究地层塌陷对埋地管道力学性能的影响,基于薄壳大变形和管土耦合作用,应用有限元软件对地层塌陷后未形成悬空的X65管道应变响应进行数值模拟,分析地层塌陷量、管道壁厚、埋深及地层土体性质（弹性模量、泊松比和粘聚力）对管道应变响应的影响规律。结果表明：管道的挠曲变形和轴向应变随着塌陷量的增大而增大,随着壁厚的增大而减小;上覆土粘聚力较大时,管道挠曲变形随着埋深的增加而减小;而当上覆土粘聚力较小时,管道挠曲变形随着埋深的增加而增大。地层土体泊松比对管道变形和应变影响较小;管道挠曲变形和轴向应变随着土体弹性模量和粘聚力的增大而增大,但不同地层沉降量下的轴向应变变化规律不同。     

壁厚变形对弯管最小相对弯曲半径的影响

通过实验，分析了管材弯曲外侧的切向和管壁厚方向的应力应变状态，建立了相应的平均应变计算公式，进一步推导出由管材延伸率和拉伸强度所约束的最小相对弯曲半径计算公式。指出管型材料的真实力学性能对于管材弯曲成形性和最小相对弯曲半径的近似计算具有重要影响。     

矩形管多点压弯成形截面畸变的数值分析

基于有限元分析软件ABAQUS,建立了矩形管多点压弯成形三维有限元模型,对比分析了矩形管整体压弯和多点压弯的截面畸变,研究了矩形管多点压弯成形时摩擦系数、管壁厚度、弯曲半径对截面畸变的影响。结果表明:矩形管多点压弯的截面畸变量略大于矩形管整体压弯的截面畸变量,且最大畸变率小于10%;摩擦系数对截面畸变影响较小;管壁越厚,截面畸变越小;弯曲半径越大,截面畸变越小。成形实验验证了矩形管多点压弯成形的可行性。