薄壁管有芯旋轉(zhuǎn)模彎成形回彈與伸長的研究.pdf

1、薄壁管材因?yàn)閾碛械椭亓俊⒏邉偠鹊奶匦?，在航空航天、汽車、石油、船舶和其他工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)彎管的加工效率及彎曲成形精度與質(zhì)量提出了越來越高的要求。薄壁管在彎曲成形過程中，易產(chǎn)生截面扁平化，通常都會(huì)采取有芯旋轉(zhuǎn)模彎的彎曲工藝。管材在彎曲后，會(huì)產(chǎn)生回彈和伸長，嚴(yán)重影響管材彎曲的質(zhì)量和加工效率。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于沒有系統(tǒng)完整的理論支持，管件的回彈和伸長量通常由熟練技工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定。本文主要針對(duì)薄壁管有

2、芯旋轉(zhuǎn)模彎工藝，運(yùn)用彈塑性彎曲理論和數(shù)值模擬，對(duì)管件的回彈和伸長進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。論文的主要工作如下：
　　 首先概述了國內(nèi)外管材彎曲研究的現(xiàn)狀，對(duì)其研究內(nèi)容和方法進(jìn)行了總結(jié)，提出了本文研究的主要內(nèi)容，并指出了研究的目的及意義。隨后運(yùn)用彈塑性彎曲理論的基本假設(shè)，近似演算了管材純彎曲的回彈和和伸長。對(duì)回彈的分析：表明在一定范圍內(nèi)，回彈與彎曲角度之間，呈線性關(guān)系。對(duì)伸長的分析，說明了在一定范圍內(nèi)，管件的伸長量與彎曲成形角之間，呈

3、線性關(guān)系。
　　 其次，基于動(dòng)力顯式算法和靜力隱式算法，建立了完整的管材彎曲成形和卸載回彈有限元模型。闡述了彎管有限元數(shù)值模擬中的一些關(guān)鍵技術(shù)及處理，提出了伸長的測(cè)量方法，并推導(dǎo)了相應(yīng)的計(jì)算公式。分析了彎曲過程中管材的應(yīng)力應(yīng)變的變行行為，對(duì)回彈的應(yīng)力變化的分析表明：回彈的發(fā)生，除了來自彈性區(qū)累積的彈性回復(fù)外，還包括塑性變形區(qū)的塑性回彈。
　　 重點(diǎn)研究了在有芯旋轉(zhuǎn)模彎中，彎曲角度、相對(duì)彎曲半徑、相對(duì)壁厚、管徑對(duì)回彈與伸長

4、的影響。結(jié)果表明：(1)回彈角隨彎曲角、相對(duì)彎曲半徑的增大而增大，伸長量隨彎曲角的增大而增大，隨相對(duì)彎曲半徑的增大而減?。?2)對(duì)于薄壁管件，壁厚對(duì)回彈和伸長的影響，可以忽略不計(jì)；(3)相對(duì)彎曲半徑一致的情況下，管徑小的管件的回彈值略大于管徑大管件的回彈值，伸長量隨著管徑的增大而增大。最后在無芯彎曲回彈和伸長計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，引入芯軸影響因子，得到了特定芯軸條件下有芯彎曲回彈和伸長的計(jì)算公式。
　　 最后，設(shè)計(jì)彎曲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的