圓管推彎力學性能及其影響因素研究.pdf

1、大彎曲半徑管材的彎曲成形具有高效、低耗和較高精度等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于航空、航天及汽車工業(yè)領(lǐng)域。大彎曲半徑管材彎曲成形,容易出現(xiàn)截面橢圓化、壁厚減薄、失穩(wěn)、回彈等質(zhì)量缺陷,導(dǎo)致被加工管材失效。管材截面畸變不但影響管材外觀質(zhì)量而且可能引起橫截面積減小,增大流動阻力,直接造成輸送流體的壓力。大彎曲半徑管材的推彎成形主要是利用材料塑性良好特點進行加工的,具有加工工藝簡單、可避免材料浪費等優(yōu)點,但由于推彎過程中受到多因素耦合交互作用,導(dǎo)致大彎曲半徑

2、管材在推彎后期會產(chǎn)生失穩(wěn)、回彈等問題,影響彎管質(zhì)量。針對失穩(wěn)問題,本文采用三維有限元數(shù)值模擬技術(shù),以大彎曲半徑管材推彎成形中發(fā)生的壁厚變化、失穩(wěn)成形極限為研究對象,采用有限元軟件ABAQUS對工藝參數(shù)和材料參數(shù)對管材壁厚變化、失穩(wěn)極限的影響規(guī)律進行了系統(tǒng)研究。該研究對大彎曲半徑管材推彎成形技術(shù)的發(fā)展及成形過程中工藝參數(shù)的選取與優(yōu)化具有重要的理論意義和參考價值。
　　(1)采用有限元軟件ABAQUS建立大彎曲半徑管材推彎三維有限元模

3、型,分析工藝參數(shù)和材料參數(shù)對推彎管材壁厚變化的影響規(guī)律。主要研究了不同工藝參數(shù)對大彎曲半徑管材推彎壁厚變化影響規(guī)律,得出這些參數(shù)的影響規(guī)律:隨著材料強度系數(shù)的不斷增大,彎管壁厚減薄率不斷減小;隨著管材壁厚的增大,彎管壁厚減薄率變化不大;芯棒與管坯間摩擦系數(shù)增大,管材壁厚減薄率增大。隨著推彎速度增大,壁厚減薄不明顯,但材料硬化指數(shù)對壁厚影響比較大。在一定的相對位置,芯棒對彎管成形質(zhì)量幾乎沒有影響。
　　(2)管件成形極限的研究內(nèi)容通

4、常包括四種。本文針對其中之一中性層內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi),受切向壓應(yīng)力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致超過失穩(wěn)起皺的成形極限進行研究。主要研究了不同工藝參數(shù)對大彎曲半徑管材推彎失穩(wěn)極限的影響規(guī)律,得出影響規(guī)律:隨著管材相對彎曲半徑的增大,管材在彎曲達到其成形極限前推彎輪推彎角弧度不斷增大。隨著壁厚不斷增大其成形極限也會隨著增大。隨著管材與模具之間間隙不斷增大,管材推彎過程中失穩(wěn)時推彎輪推彎弧度越小。隨著助推塊助推速度不斷增大,管材推彎過程中失穩(wěn)時推彎輪