不銹鋼管材推彎成形有限元模擬及實驗研究.pdf

1、彎曲管件作為一種典型的輕量級組件和結構承重件被廣泛應用于航空航天、建筑、交通、醫(yī)療等領域。其中，大口徑不銹鋼彎頭在石油、核電站等戰(zhàn)略設施中占有重要的地位，型模式冷推彎成形方法可以有效地提高大口徑不銹鋼彎頭的成形質量，但是相關的研究較少。
　　本文基于MSC.MARC有限元平臺，以計算機數(shù)值模擬為主，結合實驗研究，分析了管材型模式冷推彎成形特點，研究了不同工藝參數(shù)對不同尺寸管材成形質量的影響。主要研究結果如下:
　　利用彈塑性

2、有限元方法，選用實體殼單元solid shell185，并對每個單元定義了單元厚度方向，合理定義摩擦模型、邊界條件、加載及卸載過程等，建立了符合實際推制工藝的有限元模型。
　　通過對大口徑不銹鋼管材推彎成形過程的有限元分析，獲得了推制過程及卸載后的管材應力應變分布規(guī)律;研究了不同工藝參數(shù)對管材應力和應變分布以及成形質量的影響。結果表明:最大殘余應力集中在管材彎曲內(nèi)外側之間的中間部分，彎曲內(nèi)外側的最大殘余應變呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;

3、管材推制成形后，彎曲內(nèi)側壁厚增加，外側壁厚減小。相對彎曲半徑越大，回彈量越大、截面橢圓度越小，壁厚變化也越小;隨著摩擦系數(shù)的增大，管材橫截面橢圓度降低，壁厚減薄率降低;隨著推制速度的增加，橢圓度降低，壁厚減薄率降低，增厚率增加。
　　對比研究了不同尺寸管材型模式冷推彎成形特點。探討了工藝參數(shù)對不同尺寸管材成形質量的影響，并設計制造了推彎模具，選擇304不銹鋼管材進行推彎實驗驗證。實驗結果表明:推彎成形的管材彎曲外側壁厚與模擬結果的