薄壁矩形管繞彎成形失穩(wěn)起皺的數(shù)值模擬.pdf

1、鋁合金薄壁矩形波導(dǎo)管是雷達(dá)和無線電通訊系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，繞彎成形是矩形波導(dǎo)管的主要加工方法。但在薄壁矩形管繞彎成形過程中極易產(chǎn)生失穩(wěn)起皺、截面畸變、拉裂等缺陷；特別是失穩(wěn)起皺，嚴(yán)重地影響著矩形波導(dǎo)管的彎曲成形質(zhì)量。因此，本文采用三維有限元數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)薄壁矩形管繞彎成形過程失穩(wěn)起皺及工藝參數(shù)對(duì)失穩(wěn)起皺的影響規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。該研究對(duì)薄壁矩形管彎曲成形技術(shù)的發(fā)展及該成形過程工藝參數(shù)的選取與優(yōu)化具有重要的理論意義和參考價(jià)值。本文主要研

2、究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)獲得了3A21鋁合金薄壁矩形管材料的基本力學(xué)性能，建立了材料的本構(gòu)模型。在解決薄壁矩形管繞彎成形有限元建模過程所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，采用動(dòng)態(tài)顯式有限元平臺(tái)ABAQUS/Explicit，建立了既符合實(shí)際又兼顧計(jì)算精度和計(jì)算效率的該成形過程的三維有限元模型，并對(duì)所建模型的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。該模型的建立，為系統(tǒng)研究失穩(wěn)起皺的產(chǎn)生機(jī)理及工藝參數(shù)對(duì)其的影響規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。 基于驗(yàn)證的有限元模型，系

3、統(tǒng)研究了繞彎成形過程中切向應(yīng)力及切向應(yīng)變場(chǎng)的分布規(guī)律，并分析了該成形過程中壓縮變形區(qū)隨彎曲進(jìn)程的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著彎曲過程的進(jìn)行壓縮變形區(qū)的大小及其相對(duì)彎曲切點(diǎn)的位置基本保持不變，失穩(wěn)起皺主要發(fā)生在彎曲初始階段的40<'0>內(nèi)。為系統(tǒng)地研究工藝參數(shù)對(duì)薄壁矩形管繞彎成形失穩(wěn)起皺的影響規(guī)律提供了依據(jù)。 采用所建立的有限元模型，模擬分析了工藝參數(shù)對(duì)薄壁矩形管繞彎成形失穩(wěn)起皺的影響規(guī)律。結(jié)果表明：減小彎曲模與管坯的間隙、增大彎曲半徑、增