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管材数控弯曲回弹规律的有限元分析

弯管零件以其优越的力学性能,多样的功用性以及易达到产品轻量化等方面的要求,已广泛应用于汽车、航空、航天等领域.数控弯管加工能够较好地满足管材弯曲生产过程高精度、高效率和低消耗的要求,从而实现管塑性弯曲成形过程高技术化.因此在航空航天等产品精度要求很高的行业中,管材的数控冷弯加工方法已逐步代替了传统的弯曲工艺,占据着重要地位.管材数控弯曲的原理如图1所示.图1 管材数控弯曲示意图  管材数控弯曲卸载后的回弹现象比较严重.回弹影响到零件的几何精度、形状精度,这两方面的精度直接影响到和其它部件的连接、密封性能及产品有关内部结构的紧凑性,因此回弹一直是制约模具和产品质量、成本,并限制生产效率的关键因素之一,是工程界未能有效解决的技术难题.管材弯曲是一种复杂的变形过程,是包含几何非线性、材料非线性、接触非线性的强非线性问题,因此用传统的解析方法难于获得合理的精确解.在实际生产中,目前比较常用的解决方法是直接或间接采用物理模拟(试错法)建立...  (本文共4页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形规律研究

随着现代工业技术的迅速发展,航空、航天等高技术领域的弯管件复杂程度越来越大,对弯管件的成形质量和成形极限要求也越来越高,这就迫切需要研究和发展管材精确数控绕弯成形技术。21-6-9高强不锈钢管因具有高的强度、优良的耐腐蚀和耐高压性以及良好的抗高温氧化性,在航空、航天等高技术领域的管路系统中得到了广泛的应用。但该管材因屈服强度和抗拉强度高、延伸率低、屈弹比大等导致其成形难度大和成形质量差等问题。为此,本文以21-6-9高强不锈钢管为研究对象,对其在多模具约束多因素耦合下的数控绕弯成形过程所涉及的壁厚变化、截面畸变和回弹等关键问题进行了系统深入的研究。主要研究内容及成果如下:基于平面应变假设和指数硬化模型,推导了管材数控绕弯成形中不同方向的应力分布、中性层曲率半径、弯曲力矩、壁厚变化率和截面畸变率的近似计算公式;采用虚功原理建立了管材数控绕弯回弹解析模型,经验证表明,该模型是目前最接近实验值的理论解析模型,可用于管材数控绕弯回弹的初...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲回弹的数值模拟研究

0Cr21Ni6Mn9N不锈钢具有强度高、磁导率极低、耐腐蚀性能好,使用温度下组织结构稳定等特点,由其制成的管件能够满足产品的轻量化、低消耗要求,同时还具有吸收冲击能量的作用而大量应用于航空、航天领域的气体和液体输送管道。回弹是影响管材弯曲成形质量的一个重要因素,研究管材的弯曲回弹机理,定量分析几何参数和工艺参数对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管弯曲回弹的影响规律,具有重要的实际指导作用。本文的主要研究内容和结果如下:基于ABAQUS有限元分析软件,建立了0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲回弹全过程有限元模型,模拟分析了管材在弯曲、抽芯、回弹全过程中的应力应变分布和受力特点。采用单因素法研究了管材的几何参数和工艺参数对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管弯曲回弹角和回弹半径的影响规律。得出:管材的回弹角随弯曲角的增大而线性增大;回弹半径随弯曲角的增大而逐渐减小,且满足幂指数方程;相对弯曲半径、相对管径越大,管材的回弹角和回弹半...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

印制板电连接器孔针弯曲成形机理及折弯装置研究

电连接器作为电子基础元件之一,可以实现电器终端间连接与分离、信号与能量传输等功能,广泛应用于航空、电子、机械和国防等众多领域。微矩形电连接器种类繁多,其中弯插印制板式电连接器应用最广,该电连接器中孔针在冷弯成形过程中,容易出现失稳褶皱、回弹角度大等缺陷,对连接性能和使用寿命产生很大影响。本课题针对印制板电连接器孔针的冷弯成形技术进行了研究,探讨了冷弯过程中不同参数对回弹以及残余应力分布规律的影响,并创新设计了一套孔针折弯装置,最后通过实验验证了模具结构的合理性。本文研究内容如下:(1)研究印制板电连接器孔针的弯曲成形机理及成形缺陷形式,构建了分段非线性孔针本构关系模型,针对孔针弯曲受力状态,建立了力学平衡方程,分析了孔针弯曲成形时的应力应变状态,并推导出了孔针回弹量的近似计算公式,且对影响弯曲回弹的主要因素进行了分析。(2)基于ABAQUS有限元分析软件,建立了孔针弯曲成形回弹的有限元模型,采用单因素法分析了孔针的几何参数和工艺...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国机械工程》2015年03期
中国机械工程

21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹的理论计算及有限元分析

0引言21-6-9(0Cr21Ni6Mn9N)不锈钢管件具有高的强度、优良的抗腐蚀性能、良好的高温抗氧化性能,以及易达到产品轻量化等方面的要求,目前越来越多地应用于大型军用运输机和先进飞行器的液压管路系统、燃料或环境控制系统。管材数控弯曲成形技术能够满足管材弯曲成形过程高精度、高效率和低能耗的要求,从而实现管材塑性弯曲加工过程的高技术化,在航空航天等高科技领域中占有重要地位[1-4],是实现高强不锈钢管等难变形材料精确弯曲成形的必然选择。然而,由于21-6-9不锈钢管具有高的屈服强度和弹性模量比,使得卸载回弹现象异常明显,严重影响其弯曲成形精度。管材数控弯曲成形是多模具约束和多因素耦合作用下的复杂非线性物理过程,成形因素难以控制。因此,研究21-6-9高强不锈钢管数控弯曲回弹规律,提高回弹的预测精度,从而实现回弹的有效控制及精确弯曲成形具有重要的工程意义和实用价值。目前,国内外学者采用理论解析、试验研究和有限元数值模拟对管材弯曲...  (本文共6页) 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

数控弯管回弹的有限元数值预测与补偿研究

薄壁弯管件以其优良的力学性能、多样的功用性和较高的性价比在航空航天等领域获得了广泛的应用。回弹是管材弯曲卸载后必然发生的现象,回弹现象的存在严重影响了弯管生产的精度和效率,从而也就成为重点研究对象之一。因此,本文采用有限元数值模拟对不锈钢和铝合金两种材料薄壁管件的弯曲回弹规律进行了详细的研究,主要的研究内容及成果如下:(1) 研究了薄壁管件的弯曲成形机理,对该成形过程建立了符合实际的弹塑性有限元模拟模型。对管弯曲回弹有限元模型中的关键技术进行了研究,模拟中采用三维管弯曲几何模型,并采用八节点实体单元实现计算模型的离散化。对于弯曲过程中的接触问题采用了面一面接触模式,并采用库仑摩擦模型处理接触面间的摩擦问题。有限元模型的建立及关键技术的处理为弯管回弹规律的研究奠定了基础。(2) 基于管弯曲回弹有限元模拟模型研究了弯曲工艺参数和材料参数对管弯曲回弹的影响规律。结果表明,弯管回弹角随弯管角度、相对弯曲半径及芯棒与管壁间隙的增大而增...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>