浮芯式彎管成形工藝數(shù)值模擬研究.pdf

1、浮芯式彎管成形工藝是一種新型的彎管工藝。該工藝彎管質(zhì)量好，管材彎曲成形后的外壁減薄率和橢圓率都比較小，能彎曲多種復(fù)雜截面形狀的彎管。 本文對(duì)浮芯式彎管成形工藝的彎管成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬過(guò)程采用面-面的接觸分析，由于該模型在結(jié)構(gòu)、外載以及所受約束上都為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，只構(gòu)造出管子、芯軸及彎輥的一半，對(duì)管子采用體掃掠進(jìn)行網(wǎng)格劃分。創(chuàng)建了管子與浮動(dòng)芯頭、管子與芯軸、管子與彎輥之間的三對(duì)接觸對(duì)。邊界條件的處理采用位移約束，將芯軸的XY

2、Z方向、浮動(dòng)芯頭的Z方向、彎輥的YZ方向設(shè)為剛性邊界，將管子的對(duì)稱面施加對(duì)稱位移約束，載荷采用位移載荷和面壓力分三個(gè)載荷步施加。 通過(guò)數(shù)值模擬，得到了彎管彎曲后的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律：等效應(yīng)力較大的部位出現(xiàn)在管件彎曲區(qū)域的中部，內(nèi)側(cè)管壁的應(yīng)力值比外側(cè)管壁要大，說(shuō)明內(nèi)壁受到壓應(yīng)力還要大于外壁受到的拉應(yīng)力。應(yīng)變值也是在彎曲區(qū)域的中間部分大，應(yīng)變的最大量發(fā)生在管子的內(nèi)側(cè)壁。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的壁厚變化率取得了