【摘要】：管材的彎曲成型是船舶制造過程中的一個重要環(huán)節(jié)。在實際加工過程中,由于回彈和伸長等缺陷,管材的成型加工往往采用留有余量的加工方式,且在加工完成后還需進行二次劃線和二次切割。這不僅導(dǎo)致材料的浪費,而且制約了彎管速度的提升。因此,在管材加工過程中,對回彈進行控制對于提升造船效率和管材的精確成型具有重要作用。針對管材的回彈問題,本文采用Ansys/Ls-Dyna有限元軟件,對彎管的過程進行仿真模擬,通過改變模型的參數(shù)來探究彎曲角、相對彎曲半徑、管材半徑、軸向力等參數(shù)對回彈角度的影響,并通過試驗驗證模型的精度。主要研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合管材冷彎成形的實際加工特點,建立管材冷彎成形的有限元模型,在冷彎有限元模型的基礎(chǔ)上建立回彈模型,并進行數(shù)值模擬。(2)在有限元模擬的基礎(chǔ)上,選取彎曲角、相對彎曲半徑、管材半徑、軸向力等參數(shù),分析其對回彈角的影響規(guī)律。(3)根據(jù)有限元仿真的結(jié)果,對主要影響參數(shù)進行試驗驗證。(4)研究如何對管材的回彈進行控制。本文通過對模型的分析和試驗的驗證,得出以下結(jié)論:(1)管子彎曲卸載后,最終的成型角度和彎曲角度成線性關(guān)系,且該直線經(jīng)過原點。(2)管材加工過程中工件的夾緊程度,即軸向力的存在會對回彈產(chǎn)生影響,且軸向力越大彎曲回彈越小。(3)管子的壁厚和直徑對回彈的角度影響不大,因此在實際生成過程中可以不考慮其對回彈角度的影響。而相對彎曲半徑對回彈影響較大,在實際加工過程中必須考慮其影響。(4)經(jīng)過試驗驗證,本文中的有限元模型能夠較好的對管子的彎曲加工進行模擬,對實際的加工具有指導(dǎo)價值。
【圖文】：

2圖 1-1 數(shù)控彎管示意圖如圖 1-1 所示是典型的數(shù)控旋轉(zhuǎn)拉彎過程，彎管部分主要包括彎模、夾模、壓模、芯棒，（部分還有防皺模）。彎曲前，，將管材送至起彎點處，并用夾模夾住，為防止管材起皺及扁平化，將芯棒送至起彎處并固定。彎曲時，彎模在液壓馬達或電機的作用下旋轉(zhuǎn)，此時為防止管材外移，用壓模壓住管材，且在彎曲過程中隨管材送料移動。在幾個模具的共同作用下，管材纏繞在彎模上形成彎管。1.3 管材彎曲成型加工缺陷在管材的加工過程中，存在各種各樣的加工缺陷。根據(jù)成型質(zhì)量和成型精度可以將管材彎曲過程中的變形分為兩大類：一類是影響彎管成型質(zhì)量的，如各種截面畸變（失穩(wěn)起皺、減薄開裂、扁平化等），另一類是影響彎管成型精

如彎曲角度的回彈、彎曲段軸線的伸長、以及彎曲段形狀的變化等。（1）失穩(wěn)起皺：管材在彎曲過程中，在不考慮軸向牽引力的作用下，中以外的部分受拉應(yīng)力作用，中性層以內(nèi)的部分受壓應(yīng)力作用，當內(nèi)側(cè)壁所力超過失穩(wěn)極限，則會產(chǎn)生皺曲，甚至會使模具受損，導(dǎo)致加工中止，光不夠的管材也會影響其力學性能和使用性能。如圖 1-2 所示。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U671.3

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本文編號：2592964