薄壁管有芯旋轉模彎成形回彈與伸長的研究.pdf

1、薄壁管材因為擁有低重量、高剛度的特性，在航空航天、汽車、石油、船舶和其他工業(yè)中得到了廣泛的應用。隨著社會的發(fā)展與技術的進步，人們對彎管的加工效率及彎曲成形精度與質量提出了越來越高的要求。薄壁管在彎曲成形過程中，易產生截面扁平化，通常都會采取有芯旋轉模彎的彎曲工藝。管材在彎曲后，會產生回彈和伸長，嚴重影響管材彎曲的質量和加工效率。在實際生產中，由于沒有系統(tǒng)完整的理論支持，管件的回彈和伸長量通常由熟練技工根據經驗來確定。本文主要針對薄壁管有

2、芯旋轉模彎工藝，運用彈塑性彎曲理論和數值模擬，對管件的回彈和伸長進行了比較系統(tǒng)的研究。論文的主要工作如下：
　　 首先概述了國內外管材彎曲研究的現狀，對其研究內容和方法進行了總結，提出了本文研究的主要內容，并指出了研究的目的及意義。隨后運用彈塑性彎曲理論的基本假設，近似演算了管材純彎曲的回彈和和伸長。對回彈的分析：表明在一定范圍內，回彈與彎曲角度之間，呈線性關系。對伸長的分析，說明了在一定范圍內，管件的伸長量與彎曲成形角之間，呈

3、線性關系。
　　 其次，基于動力顯式算法和靜力隱式算法，建立了完整的管材彎曲成形和卸載回彈有限元模型。闡述了彎管有限元數值模擬中的一些關鍵技術及處理，提出了伸長的測量方法，并推導了相應的計算公式。分析了彎曲過程中管材的應力應變的變行行為，對回彈的應力變化的分析表明：回彈的發(fā)生，除了來自彈性區(qū)累積的彈性回復外，還包括塑性變形區(qū)的塑性回彈。
　　 重點研究了在有芯旋轉模彎中，彎曲角度、相對彎曲半徑、相對壁厚、管徑對回彈與伸長

4、的影響。結果表明：(1)回彈角隨彎曲角、相對彎曲半徑的增大而增大，伸長量隨彎曲角的增大而增大，隨相對彎曲半徑的增大而減??；(2)對于薄壁管件，壁厚對回彈和伸長的影響，可以忽略不計；(3)相對彎曲半徑一致的情況下，管徑小的管件的回彈值略大于管徑大管件的回彈值，伸長量隨著管徑的增大而增大。最后在無芯彎曲回彈和伸長計算公式的基礎上，引入芯軸影響因子，得到了特定芯軸條件下有芯彎曲回彈和伸長的計算公式。
　　 最后，設計彎曲實驗實驗設備的