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。     

利用一种新的模型解析圆角模外翻管成形参数

基于金属薄壁圆管圆角模外翻实验中的变形特点,提出了一种新的将管壁自由翻卷区经向曲率半径视作变量的分析模型,并利用该模型解析了利用直角圆角模稳定外翻成形金属双层管件时的应力、变形力与管件成形后的外层尺寸.算例表明:由此新模型算得的成形参数比传统模型得出的参数更接近已有文献中的实测数据,因而可应用根据这一模型推出的解析式来预测管件外翻成形所需的翻管力与成形后的尺寸,或由管件尺寸确定外翻管模所需的圆角半径.     

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.     

不锈钢管件滚弯成形工艺的有限元模拟

应用ANSYS有限元分析软件中的LS—DYNA求解器,对薄壁不锈钢管件弯曲成形过程进行了弹塑性数值模拟．通过对管件弯曲角度的试验结果与模拟值的对比分析,证明了建立管件有限元模型的正确性．在此基础上对管件滚弯过程的模拟结果进行了应力应变分析,揭示了其成形时的塑性变形流动规律及其对管件质量的影响．研究结果表明：薄壁不锈钢管件弯曲冷成形的主要失效形式是内侧部分的起皱和外侧部分的失稳;管件弯曲内侧等效应雯和壁厚变化呈跳跃式条状分布,是管壁起皱变形的前兆,管件弯曲外侧的壁厚减少导致其弯曲刚度降低,是管壁失稳变形的原因;最大等效应变和等效应力的部位出现在管件弯曲区域的、与滚动轮和旋轮接触部位,其弯曲成形后,部位的应力值逐渐减小,且沿两端方向应力逐渐减少．     

管材向内翻卷变形的力学分析

采用旋转壳体的薄膜理论,建立管材向内翻卷变形力学模型,对内翻变形的力学特征、变形特征、影响因素进行分析．实现内翻须满足的受力条件为：内翻力应小于传力区产生轴对称失稳变形的临界失稳力及镦粗变形的镦粗力;翻卷圆角半径对内翻力的影响明显,是主要的变形工艺参数,存在最佳翻卷圆角半径,它取决于管坯尺寸与摩擦条件,使内翻变形力最小,内翻变形过程非常稳定;内翻变形区管壁壁厚存在增厚效应,其变形程度越大,管壁增厚量增大,内翻力也增大．     

薄壁管件加工的有限元模拟分析

利用有限元理论和计算机手段,对液压成形工艺生产薄壁圆管局部变方管进行了模拟分析,在正确处理各种边界条件和载荷路径下,得到了管件的变形过程、等效应力分布和管端位移等一系列物理场参数;同时也发现管内压力和轴向压力之间的配比关系是零件成形的重要参数。本研究结论可为实际加工该类工件提供理论依据和生产指导。     

钛合金网板多点成形起皱缺陷的数值模拟

采用动态显式有限元软件,针对不同厚度、不同曲率半径的带孔网板和无孔板球形面的无压边多点成形过程进行了数值模拟.模拟结果表明,在相同的成形条件下,带孔网板成形球形件时不易起皱,成形效果较好.分析表明,带孔网板成形时不易起皱的原因是网孔吸收了部分金属变形,从而减小了网板起皱的趋势.通过模拟得到了带孔网板和无孔板成形球面件时不起皱成形极限与板厚的关系曲线.实验结果表明,模拟结果与实验结果吻合良好,且满足与不起皱成形极限图的对应关系.     

非圆截面管辊弯成形过程的变形和应力场的FEM模拟

采用三维大变形弹塑性有限元法,考虑材料和几何双重非线性,基于Prandtl-Reuss流动规律和Mises屈服准则,对圆管的辊弯二次成形过程中金属的流动规律及其应力分布进行了模拟分析,分别得到非圆截面管辊弯成形过程中金属的流动规律及应力的信息．     

基于数值模拟的无芯模旋压收口工艺

为深入研究旋压收口成形机理,并为实际工艺过程提供依据,文中建立了单旋轮无芯模旋压收口成形的大变形弹塑性有限元模型,使用有限元分析软件MARC,对旋压收口成形过程进行三维弹塑性有限元模拟．对旋压成形过程的变形机理及应力应变分布的分析结果表明,变形金属在旋轮与毛坯的接触区受三向压应力作用;从已变形区到未变形区,轴向拉应变逐渐过渡为压应变,径向压应变则过渡为拉应变．随着压下量的增加,等效应力增加,径向应力最大值均出现在口部直身以及过渡圆角内壁,最薄区域（拉裂危险截面）出现在过渡圆角位置．有限元模拟结果与实际旋压变形规律吻合良好,为收口旋压成形工艺的制定提供了理论依据．     

管件液压成形的影响因素

建立T型管液压成形的有限元分析模型,对成形支管高度和管壁厚度的分布进行了模拟,与试验结果的比较证实了该模型的有效性．提出了综合反映T型管件液压成形性能的评价指数,对在不同的材料各向异性系数r值、应变强化指数”值以及不同加载路径、摩擦系数等工艺参数下的T型管件液压成形分别进行计算分析,讨论了这些因素对成形性能的影响．研究结果为有限元方法在管件液压成形中的应用奠定了一定基础．