矩形管多点弯曲成形截面畸变的影响因素研究

建立了矩形管多点弯曲成形有限元模型.通过对比矩形管多点模具弯曲成形和整体模具弯曲成形的截面畸变率,证明了多点模具用于矩形管弯曲成形的可行性.分析了矩形管长度、宽度、高度、壁厚和弯曲半径对截面畸变率的影响,结果表明：矩形管越长、管壁越厚、曲半径越大,截面畸变率越小;矩形管截面越宽、越高,截面畸变率越大.对矩形管进行了多点弯曲成形实验,结果表明：矩形管成形效果较好,成形实验与数值模拟得到的截面畸变率基本一致.     

铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限的预测

失稳起皱是铝合金薄壁矩形波导管绕弯成形过程中的主要缺陷之一,严重制约着薄壁矩形管绕弯成形极限的提高。笔者采用有限元数值模拟结合正交回归分析的方法,建立了薄壁矩形管绕弯成形起皱波纹度回归预测模型,并通过实验验证了该模型的可靠性;在此基础上推导出了基于失稳起皱成形极限的解析模型。研究获得了芯头个数、防皱块与管坯间隙及芯模与管坯间隙对起皱极限的影响规律,并获得了铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限图。该研究为提高实际生产中薄壁矩形管绕弯成形质量提供了依据和指导。     

钢-铝合金薄壁管压缩塑性连接成形性分析

以St16钢管和6061铝合金管为对象,分析了一种新的薄壁管塑性连接方法连接这2种金属薄壁管的可行性。基于Abaqus软件建立了压缩塑性连接仿真模型,设计了薄壁管塑性连接专用模具,通过实验对仿真模型进行了验证。重点讨论了压缩塑性连接过程中管坯的相对自由长度、模具与管坯间隙、芯棒与管坯间隙对成形性的影响规律。结果表明,基于压缩形成褶皱的塑性连接方法适合于异质金属薄壁管的连接;压缩塑性连接的关键技术在于正确设计管坯自由长度、管坯与芯棒、管坯与模具间隙量,使被连接两管在压缩失稳之后的塑性变形量和变形方向协调,确保内外褶皱的波形轮廓接触紧密。对研究的St16/AA6061薄壁管,管坯相对自由长度满足1.250l_g/r_01.625、模具与管坯外表面间隙为0.07～0.20倍的壁厚、芯棒与管坯间隙为0.07～0.27倍的壁厚是压缩塑性连接成功的前提条件。     

管件圆角模稳定内翻成形时应力与壁厚的解析

基于厚度变化的轴对称塑性薄壳理论并结合实验结果,对金属薄壁圆管直角圆角模稳定轴压内翻变形过程进行了分析,确立了管件成形中各处应力、最终壁厚及所需翻管力与管坯尺寸、模具圆角半径及摩擦条件之间的关系并得出了其解析计算式.实例表明,应用这些算式得出的参数与实验测得数据吻合良好.因此不但可依据所得解析计算式预测管件稳定内翻成形时所需的翻管力与成形后的壁厚,而且可利用它们进一步研究成形中的其他问题并探讨这一技术的适用条件.     

金属薄壁圆管内翻口过程中应力与变形的解析

拉应力内翻管法是一种用于将金属薄壁圆管成形为具有环形底部双层管状件的新工艺,它由内翻口、翻边、拉深翻管3个成形工序所组成。基于对圆管内翻口变形过程的研究,推出了管件成形中翻口区部分管壁起皱前后其应力、变形各参数与管坯尺寸、管材性能、模具尺寸、摩擦条件及比例因子m的解析关系式,并得出了翻口区管壁是否起皱及管件内翻口成形能否成功的判别式。实例表明,在m为0.7~0.8的情况下,根据解析式计算出的管件应力、变形参数与金属塑性成形仿真软件DYNAFORM模拟所得数据基本一致,而由判别式作出的结论也与模拟结果和文献中的实验结果相符。     

三通管热翻边工艺模拟及实验研究

文章通过数值模拟的方法,对三通管支管凸缘的热翻边成形工艺进行研究,探索了翻边过程中材料的变形特点及工艺参数对成形质量的影响.结果表明:管坯在不同方向上的变形特征不间;预制孔形和凹模圆角对成形结果影响较大;边缘的支管凸缘高于中心的支管凸缘.将模拟得到的合理工艺参数应用于模具进行实验研究,得到的工件与模拟结果相似,且符合使...     

QStE700TM型高强度钢方矩管滚弯成形试验

对QStE700TM型高强度钢方矩管进行了滚弯成形试验,研究了滚弯时前辊间距、辊轮间隙和滚弯道次对于方矩管内壁凹陷的影响规律.结果表明,弯管的相对弯曲半径R/D难以表征不同规格方矩管的弯曲性能,而考虑截面尺寸的弯曲参数k与相对内壁凹陷深度具有较好的线性关系,可用于评价滚弯成形内壁的凹陷程度.当前辊间距增加时,弯管内壁的凹陷深度增大;当弯曲半径较大时,辊轮与方矩管之间的间隙对内壁凹陷的影响更加明显;多道次滚弯将导致更为严重的内壁凹陷.     

激光喷丸成形轴线几何效应解析建模

激光喷丸成形作为一种基于单脉冲激光冲击累积效应的无模柔性成形技术,成形中几何效应对于弯曲变形量的影响直接关系到成形精度控制.轴线几何效应是复杂型面成形几何效应的重要组成部分,其对弯曲变形的影响缺乏有效的分析方法.基于圆弧轴线梁变形假设,通过激光喷丸成形等效弯曲分析方法,建立轴线几何效应分析解析模型,实现弯曲方向轴线几何效应的分析.通过激光喷丸成形固有应变数值模型验证表明,该模型能够有效反映轴线初始几何特征对于激光喷丸弯曲变形的影响;计算结果准确性与初始轴线圆弧半径有关;初始轴线圆弧半径较小时,误差相对较大.轴线初始半径对于激光喷丸弯曲变形影响较大,不同轴线初始半径分析结果表明,轴线初始半径增大时,轴线初始半径的几何效应逐渐减小.     

基于有限元模拟热锻摩擦因子的镦挤变形测试法

针对金属热锻成形中准确测定摩擦因子的难题,提出了一种简单易行的摩擦因子测试方法——镦挤变形测试法.通过平上模和带有中心孔的下模使试件发生镦挤变形而成为含中心凸起的圆盘,以凸起高度和圆盘半径对摩擦因子的敏感性来表征摩擦因子;同时,采用有限元法模拟分析镦挤变形过程,并通过镦挤实验测试了在干摩擦和石墨润滑2种边界条件下试件与模具间的摩擦因子.结果表明,所得摩擦因子的测试结果与模拟结果较吻合.     

拉应力内翻管成形中管件的应力及其成形条件

为促进拉应力内翻管技术的实际应用,对内翻口后管件的翻边与拉深翻管过程进行了研究。利用轴对称金属薄壳的塑性变形理论,推导出了管件应力与管坯尺寸、管材性能参数、模具尺寸、摩擦系数的解析关系式,得出了管件内层管壁成形、环形底部成形及不起皱的条件。研究表明,拉应力内翻管技术仅适用于成形内、外层间距与底部孔径处于较窄范围内的双层管件,对于材料与尺寸已确定的管坯,可利用文中给出的解析式来确定所能成形管件的尺寸范围。实例显示,根据解析式计算得到的管件拉深翻管力及变形参数与实测数据吻合得较好,而由成形条件预测出的管件变形模式也与实验结果相符。     

A Study on 3D FE Simulation Method of NC Bending Process of Thin-walled Tube

The numerical control (NC) precision bending process of thin-walled tube is on e of advanced plastic forming processes with high efficiency, forming precision, strength/weight ratio and low cost, thus it is playing more and more important role in manufacturing parts in aerospace and automobile industries. However, the determination of parameters crucial to make sure tube parts qualified is heavil y experience-based and involves repeated trial-and-errors in practice, which makes the production efficiency...     

Bending behaviors of large diameter thin-walled CP-Ti tube in rotary draw bending

The rotary draw bending(RDB) of large diameter thin-walled(LDTW) tube needs the strict cooperation of multiple processing parameters to avoid possible multiple defects.Due to the specific properties,the bending behaviors of LDTW commercial pure titanium(CP-Ti) tube are much more complex to achieve precise deformation.With the CP-Ti tube of 50.8 mm(out diameter, D)×0.508 mm(wall thickness,t)×101.6 mm(bending radius,R) as a representative component,the bending behaviors of LDTW CP-Ti tube under different p...     

碳纤维增强铝合金层合方管轴向吸能特性

为减轻薄壁吸能结构质量、提高结构能量吸收性能,制备碳纤维增强铝合金层合方管试样。对方管试样进行准静态轴向压缩试验,研究碳纤维增强铝合金层合方管的变形模式和机理。提出分段碳纤维复合材料层合方管的设计方法;并对其轴向吸能特性进行对比验证。结果表明,外层碳纤维复合材料与内层铝合金材料的界面出现脱层断裂,内层铝合金材料对方管变形起到了引导作用,外层碳纤维复合材料阻碍铝合金材料的折叠变形,碳纤维增强层合方管较原铝合金方管有效压缩能量提高了35.79%,压缩力效率提高了28.38%;而分段碳纤维增强铝合金层合方管还能有效降低初始峰值压缩力,提高薄壁结构压缩力效率,压缩力效率较原来提高了13.53%,进一步提升碳纤维增强薄壁结构的吸能特性。     

管材塑性弯曲成形的有限元数值模拟分析

为深入研究管材塑性弯曲成形机理,利用数值模拟方法建立了包括工艺参数在内的管材弯曲成形全参数化有限元模型,并验证了模型的有效性.在此基础上,详细分析了管材弯曲变形过程中的应力应变分布.结果表明,最大等效应力发生在弯管起弯侧,最大等效应变则沿弯管变形区域均匀分布,管材弯曲成形处于平面应力状态和三向应变状态.     

基于灰色理论的薄壁不锈钢管弯曲工艺参数优化技术

针对导管弯曲加工工艺参数难以合理选择的问题,研究弯曲工艺参数优化技术.在导管弯曲工艺参数优化建模的基础上,提出了以虚拟正交试验和数值模拟技术确定工艺参数方案,以灰色理论进行方案评价的导管弯曲工艺参数优化技术.实例结果表明,经优化处理后的导管成形质量明显提高,验证了优化模型及优化方法的有效性.     

开口薄壁梁弯曲中心的普遍解

本文根据横向力对截面形心的力矩与剪力对截面形心的力矩的平衡条件来确定开口薄壁截面梁的弯曲中心。     

省煤器管排制作工艺

文章主要从弯管和焊接质量的控制两个方面重点介绍了省煤器管排制作的工艺过程。     

铝合金薄壁管T型接头强度及变形特征

将6063铝合金薄壁矩形管焊接成2种类型的T型接头,对其进行弯矩和压缩试验,测定其载荷与变形的响应关系,分析其极限强度.建立有限元模型,研究接头极限强度及变形过程.结果表明,不等宽T型接头在弯矩载荷下,载荷与变形响应曲线上无峰值;等宽管T型接头在弯矩和压缩载荷下,先发生整体屈服,后达到峰值载荷;铝合金薄壁管T型接头强度设计时的极限承载能力应为接头整体屈服时的载荷,焊缝区和热影响区的软化对接头承载能力有比较大的影响.     

Timoshenko薄壁梁双向弯曲与扭转耦合的振动方程及求解

基于薄壁杆件理论,研究了Timoshenko薄壁梁双向弯曲与扭转耦合的振动问题。根据Timoshenko梁的受力特性,考虑了剪切效应影响,给出了薄壁梁质点的位移系数和空间位移场。根据能量泛函变分原理导出了Timoshenko薄壁梁的振动微分方程。运用降阶法和频率扫描法求得微分方程的解析解。算例计算表明,此解析解与有限元法的结果吻合较好。