不锈钢管材弯曲成形回弹预测模型研究

为提高管材弯曲成形回弹预测精度,对回弹预测模型构建进行了研究.在1Cr18Ni9Ti不锈钢管材拉伸实验的基础上,提出并建立了分段非线性σ-ε模型,进而利用弹塑性变形理论构建了基于σ-ε关系的回弹预测模型,推导了回弹近似计算公式,并且对回弹影响因素进行了分析研究.实验结果表明,回弹预测结果与实验数据吻合较好,验证了理论分析的正确性和模型的有效性.     

圆形截面杆纯弯曲回弹弯矩的计算

分析了圆形截面梁（杆）弹塑性纯弯曲回弹应力应变的变化过程,利用回弹应力应变函数、平衡条件和变形协调条件求出回弹曲率（公式[4]及回弹弯矩（公式[5]）。发现经典纯弯曲理论把塑性弯曲时回弹弯矩定义成弹塑性弯矩,在回弹计算时存在较大理论误差。     

上海地区基坑底部粉质黏土回弹变形参数分析

根据压缩试验的回弹—再压缩曲线,得到了根据回弹指数及孔隙比计算回弹模量的理论公式.通过对大量上海地区相关土层勘察资料的统计分析,得到了上海地区⑤层、⑥层、⑧层粉质黏土回弹指数、压缩指数与塑性指数和比贯入阻力之间的线性关系.由于塑性指数和比贯入阻力不受取样扰动影响,可利用这些统计公式估算回弹指数,并结合上述理论公式进一步求得回弹模量.经多个实例验证,此方法精度可满足工程实践需要,且方便可行.研究结果可用于缺少回弹变形试验参数工程的回弹变形量验算.     

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.     

基于弹塑性压力中性层偏移的棒材二辊矫直回弹模型

基于二辊矫直变形工艺特点和弹塑性压力中性层偏移理论,确定应力中性层的位置;在考虑中性层偏移和材料硬化的条件下,结合二辊矫直理论和矫直变形应力-应变关系,提出新的双线性矫直拟合方法;在此基础上利用微元法对棒料内部的金属进行弹塑性变形分析,给出新弯矩比公式的同时,提出中性层偏移半径比的概念;最后,结合纯弯回弹理论建立棒料矫直挠度回弹数学模型,并就中性层偏移对棒料矫直回弹影响进行实验分析和验证。实验结果表明:回弹理论计算值与实验数据吻合较好,其最大相对误差为6.45%,明显低于忽略中性层偏移时的相对误差31.65%,证明了理论分析的正确性和模型的有效性。     

V形件弯曲回弹的计算机辅助分析

目的:本文研究了V形件弯曲回弹变形。方法:建立了V形件弯曲的模型,采用计算机辅助分析V形件弯曲回弹的总变形及其X方向和Z方向的变形,并对V形件弯曲后的应变和安全区进行了分析。结果与结论:通过弯曲件回弹的分析,掌握弯曲件的回弹趋向,初定回弹量的大小,以减少模具在试模调整阶段的工作量,保证弯曲件的质量。     

基坑工程隆起变形研究综述

通过对基坑隆起变形产生的原因、抗隆起稳定性、回弹量计算、基坑开挖的时空效应及基坑工程穿越既有建筑物造成的隆起变形等进行分析,指出了基坑隆起变形问题研究中存在的理论分析不够完善,且远落后于工程实践等不足,并对今后有待于开展的工作,如建立适应不同区域土性变化的回弹量计算公式、理论优化基于时空效应的开挖参数、系统化分析开挖对既有建筑物变形的影响等进行了展望.     

U形冲压件弯曲回弹的控制与消除

U形冲压件弯曲的回弹是弯曲工艺研究重要内容,金属板材在弯曲成型过程中,获得塑性变形的同时总是伴随着弹性变形。当弯曲成型加工结束后,卸掉冲压载荷时,取出弯曲件会发现产生弹性恢复,其弯曲角度和外形尺寸都发生与施加载荷时变形方向相反的变化,使弯曲件的几何精度受到损害,形成U形弯曲件生产中较难解决的问题。本文通过分析金属板材弯曲回弹的表现形式、影响因素,总结了控制弯曲回弹的具体措施。     

弹塑性弯曲理论与冷绕螺旋弹簧的回弹

该文从弹塑性弯曲理论出发,讨论了冷绕螺旋弹簧时簧丝横截面内的应力与应变、弯矩与簧圈曲率的关系。由于绕制螺旋弹簧时,塑性弯曲很大,该文采用以渐近线代替M～(1/ρ)曲线的方法找出回弹后的残余变形值。又由于弹簧圈弯曲后中性层已发生偏移,根据中性层在回弹后仍为中性层的设想,从而获得了一些计算芯轴直径的合理的理论公式。     

热处理状态和工艺顺序对铝型材弯曲回弹的影响

采用实验和数值仿真相结合的方法研究了材料热处理状态和工艺顺序对6063铝型材弯曲回弹的影响规律和机理.结果表明:型材绕弯变形区内外层材料分别为压应力和拉应力起主导作用,中性层附近材料为明显的拉-压两向应力集中区.外力卸载后,中性层存在很大的残余拉应力;挤压态型材经人工时效处理后绕弯成形回弹角将会变大.且随着人工时效时间的延长,内外侧材料最大拉压应力差变大,回弹角逐渐增大;弯曲型材后续经人工时效或电泳烤漆处理,产生二次回弹.且弯曲角度越大,热处理后回弹角会增大.进一步延长人工时效时间,弯曲型材的回弹角基本不变;弯曲型材的三种成形工艺顺序方案中,挤压态型材先经冷弯成形再紧接着进行人工时效和电泳烤漆处理总的回弹角最小.     

Spring-back deformation in tube bending

The spring-back of a bending metal tube was studied through extensive experiments and finite element method (FEM) analysis. An approximate equation for the spring-back angle of bending was deduced. It is noted that the mechanical properties of the material (in a tubular form) are quite different from those found in the standard tensile tests (when the materials are in bar forms). This is one of the major reasons that result in the discrepancies in the outcomes of experimental study, FEM calculations, and spring-back analysis. It is therefore of crucial importance to study the mechanical properties of the materials in their tubular forms. The experiments and FEM simulations prove that the spring-back angle is significantly affected by the mechanical properties of the materials. The angle decreases accordingly with plastic modulus, but changes inversely with the hardening index and elastic modulus The spring-back angle is also affected by the conditions of tube deformation: it increases accordingly with the relative bending radius but changes inversely with the relative wall thickness. In addition, the spring-back angle increases nonlinearly with the bending angle.     

方矩形管第一道次辊弯成形过程的变形和应力场

应用三维大变形弹塑性有限元法,对方矩形管第一道镒辊弯成形过程中金属流动规律以及 应力分布进行了模拟分析。文中考虑了轧件的弹复,保证了下一道次为形历史的延续,从而为真实模拟方矩形宫续辊弯成形过程奠定基础。本文的结果对辊弯成形中的产品质量的控制和孔型的优化有着重要意义。     

回油管弯曲成形机理分析

从回油管弯曲成形过程中应力、应变的变化规律出发,详细分析了回油管所受拉力对弯曲回弹的影响,为回弹机制的建立提供理论指导。     

圆环列吸能器的力学机理及应用

为了进一步研究吸能器的机理,采用实验和数值模拟相结合的方法,对冲击载荷作用下6060T5铝圆环列系统的动力学行为进行了研究。采用改进的SHPB实验系统并配以高速摄影设备,分别记录圆环列的入射波、透射波波形变化及变形过程。数值研究前,利用实验数据对计算模型和计算参数进行验证和标定。对工程实际中的若干工况进行了数值分析。结果表明,圆环列吸能器具有较高的吸能率,该系统通过弯曲塑性变形能来消耗冲击能量,回弹发生后整个吸能过程结束。在工程实际中,双层疏排圆环列组合方式是较好的选择。     

圆环列吸能器的力学机理及应用

为了进一步研究吸能器的机理,采用实验和数值模拟相结合的方法,对冲击载荷作用下6060T 5铝圆环列系统的动力学行为进行了研究。采用改进的SHPB实验系统并配以高速摄影设备,分别记录圆环列的入射波、透射波波形变化及变形过程。数值研究前,利用实验数据对计算模型和计算参数进行验证和标定。对工程实际中的若干工况进行了数值分析。结果表明,圆环列吸能器具有较高的吸能率,该系统通过弯曲塑性变形能来消耗冲击能量,回弹发生后整个吸能过程结束。在工程实际中,双层疏排圆环列组合方式是较好的选择。     

约束结构对单向弯曲柔性关节形变能力的影响

研制了一种新型气动柔性关节,能够实现较大的弯曲变形.该关节属于气动复合弹性体,在弯曲变形时具有非线性、大变形的特点,理论建模难度较大.通过改变约束结构和形状进行驱动变形实验,研究约束结构和形状对关节形变能力的影响.结果表明:在同样厚度约束件下,圆环面约束关节的端面转角大于圆柱面约束关节.圆柱面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而减少;圆环面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而增大.     

一种新型螺旋变形软体驱动器建模方法及应用

软体驱动器的变形方式主要为弯曲、伸缩变形,限制了软体驱动器的灵活性。为了提高软体驱动器的操作灵活性,提出一种新型的螺旋扭转变形软体驱动器。通过拉线驱动软体变形,骨架限制驱动器产生螺旋变形,实现驱动器末端在三维空间中的可控运动。基于常曲率连续软体运动学理论及螺旋扭转变形的几何关系,建立了一种适用于常曲率螺旋变形运动学模型,获取在全局坐标系下驱动器末端的坐标变换矩阵,实现对驱动器位姿的描述。通过仿真和实验数据验证,模型精度大于98%。为螺旋扭转变形驱动器的控制建立精确的运动学模型,为未来基于此软体驱动器的超高灵活性抓手的搭建提供了理论模型基础。     

电缆车削剥皮过程理论分析与仿真模拟

为解决人工剥离电缆外皮效率低、精度差的问题,通过材料力学分析和有限元方法对电缆车削剥皮过程进行了理论模型构建和仿真模拟分析,研究了电缆车削剥皮过程中的变形规律,为一种机械车削中间剥皮方式提供理论依据并验证可行性。对电缆结构特性进行分析,建立电缆几何模型。采用复合材料力学理论分析与均匀化方法,进行电缆力学模型建立及参数的求解。建立影响车削剥皮质量的中间剥皮车削加工力学模型,研究影响剥皮质量的电缆弯曲与扭转变形力学特性规律,并进行了电缆线径、长度、切削位置因素显著性分析。分析了电缆绝缘外皮XLPE切削加工特点、刀具几何参数与材料选择,求解出了XLPE的修正J-C本构模型,运用ABAQUS进行热力耦合切削数值模拟,研究了切削速度、切削深度与刀具角度对切削力、切削温度及切屑形态影响规律。结果表明:电缆线径对电缆弯曲和扭转变形均有较大影响,线径越大产生的变形越小。长度和切削位置对线缆弯曲变形影响较大,对扭转变形影响不明显。电缆XLPE外皮切削有限元模拟结果清晰直观,切削速度、切削深度和刀具前角对XLPE外皮切削形态和切割温度影响规律明显。     

刚塑性圆管受横向碰撞时准静态分析

本文试图给出钢质圆管在横向碰撞下的准静态变形估计，并计及圆管局部凹陷对整体弯曲大变形的影响。文中假定圆管为理想刚塑性材料，同时假定局部变形仅对圆管的极限塑性弯矩产生影响，而不影响极限轴力。数值计算结果表明，当跨度和厚度一定时，管的直径越大，局部凹陷与整体弯矩的相互耦合效应越明显。     

圆锯片轴向变形的解析模型及其实验验证

为研究石材锯切过程中圆锯片的轴向变形及其与轴向力之间的关系,根据弹性薄板小挠度弯曲的基本理论,对轴向力作用下圆锯片的轴向变形进行理论推导,并通过编程进行数值求解.采用实验方法测量圆锯片在锯切石材时的轴向变形及轴向力信号,并将圆锯片上一整圈的轴向变形实验结果与解析模型计算结果进行比较.研究表明:两种方法所得圆锯片轴向变形的结果符合得较好,由圆锯片所受的轴向力可以推导出锯片的轴向变形.