鋁合金薄壁管小彎曲半徑數(shù)控彎曲成形的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鋁合金小彎曲半徑薄壁彎管是在航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域獲得量大面廣應(yīng)用的關(guān)鍵零件之一，但其數(shù)控彎曲成形是一個多因素耦合作用下的復(fù)雜物理過程，是薄壁管成形領(lǐng)域研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)之一。本文采用實(shí)驗(yàn)法，并結(jié)合有限元模擬和理論解析法，研究了與鋁合金薄壁管小彎曲半徑數(shù)控彎曲成形質(zhì)量密切相關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變分布、壁厚變化和截面畸變等關(guān)鍵問題。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 推導(dǎo)出了考慮芯頭影響的芯棒伸出量選取公式，為小彎曲半徑彎管成形合理選取芯棒伸出量以及設(shè)

2、計芯模參數(shù)提供了參考。分析了薄壁彎管成形中的常見缺陷，在此基礎(chǔ)上提出了簡單有效、可靠實(shí)用的調(diào)模方案。 采用網(wǎng)格法研究了鋁合金薄壁管小彎曲半徑數(shù)控彎曲成形過程中應(yīng)變分布規(guī)律，根據(jù)塑性成形理論求得了彎管最內(nèi)側(cè)與最外側(cè)應(yīng)力分布規(guī)律。發(fā)現(xiàn)了鋁合金(LF2M)彎管最外側(cè)切向拉應(yīng)變量大于最內(nèi)側(cè)切向壓應(yīng)變量；薄壁小彎曲半徑彎管成形的周向應(yīng)變不可忽略，其最大值可達(dá)到切向應(yīng)變的1/4；剪應(yīng)變在彎管最內(nèi)與最外側(cè)可忽略，而在其余部位都較大。

3、研究了工藝參數(shù)對鋁合金薄壁管小彎曲半徑數(shù)控彎曲成形壁厚減薄和截面畸變的影響規(guī)律，結(jié)果表明：隨著芯棒伸出量、芯頭個數(shù)的增加，彎管外側(cè)壁厚減薄率增大，但截面畸變率減小；彎曲半徑越小，壓塊與管件外壁摩擦系數(shù)越小，彎曲角度越大，外側(cè)壁厚減薄率與截面畸變率越大；在相同彎曲條件下，LF2M比1cr18Ni9Ti彎管更易出現(xiàn)拉裂及截面畸變等缺陷。 通過有限元模擬虛擬實(shí)驗(yàn)研究了頂推裝置對彎管壁厚減薄與截面畸變的影響，結(jié)果表明：頂推不僅可以減小彎