【摘要】：管材因具有質(zhì)量輕、比強度高和可吸收沖擊能量的優(yōu)點,成為了汽車、高鐵、航空航天等領(lǐng)域廣泛使用的結(jié)構(gòu)件和介質(zhì)傳輸工具,其成形質(zhì)量對工業(yè)發(fā)展具有重要意義。柔性彎曲工藝只需調(diào)節(jié)模具的位置和角度即可成形出不同形狀的零件,與傳統(tǒng)彎曲工藝相比,具有生產(chǎn)周期短、適用范圍廣和成本低的優(yōu)點。因此,管材的柔性彎曲成形具有重要的研究價值。利用有限元模擬可以預(yù)測管材的變形規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變分布情況以及可能出現(xiàn)的缺陷,進而實現(xiàn)工藝參數(shù)的優(yōu)化。本文運用有限元分析軟件ABAQUS分析管材柔性彎曲成形過程,探討了管材與模具之間的間隙、摩擦、壁厚等對成形的影響,預(yù)測出薄壁管材在彎曲過程中的管壁受壓變形缺陷,提出相應(yīng)的解決方案并通過數(shù)值模擬進行驗證;對管材進行三維成形,研究了成形速度、摩擦等對過渡區(qū)成形質(zhì)量的影響。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)介紹了柔性彎曲工藝的成形原理,說明了柔性彎曲工藝在現(xiàn)代工業(yè)中的獨特優(yōu)勢;建立了管材柔性彎曲成形的有限元模型,并說明了模型中網(wǎng)格劃分、單元選擇等初始條件。(2)研究了柔性彎曲過程的成形工藝參數(shù)如管材與模具之間、管材與導(dǎo)向裝置之間的間隙、摩擦系數(shù)等對成形的影響。結(jié)果表明:模具偏移距離相同時,在一定范圍內(nèi),管材與模具、管材與導(dǎo)向裝置之間的間隙越大,成形后管件的彎曲半徑越大,間隙的存在會影響成形精度和設(shè)備的成形范圍;減小管材與模具之間的間隙能夠減小成形件的橢圓率,提高成形質(zhì)量,在保證管材順利成形的前提下應(yīng)盡量減小管材與導(dǎo)向裝置、管材與模具之間的間隙。(3)研究了管材壁厚對成形的影響,結(jié)果表明:壁厚越大,成形后管件的壁厚變化率越大,橢圓率越小,即截面變形越小;對外徑和壁厚分別為12和0.5 mm的薄壁管材彎曲時,在模具移動過程中管壁出現(xiàn)受壓變形的缺陷,增大模具與管壁接觸面積可以有效地抑制該缺陷。(4)對管材進行連續(xù)三維彎曲,研究了模具偏移階段模具移動速度、管材進給速度以及摩擦系數(shù)對成形的影響,結(jié)果表明:若模具移動時管材不進給,成形后過渡區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力集中,并導(dǎo)致截面畸變;在模具移動的同時推動管材進給,可以改善管材的受力狀態(tài);在一定范圍內(nèi),增大管材進給速度或者減小模具移動速度,可以改善過渡區(qū)的應(yīng)力和應(yīng)變分布,并抑制截面畸變,提高管件的成形質(zhì)量;減小摩擦系數(shù)可以改善管件應(yīng)力分布,減小截面畸變程度,提高成形件質(zhì)量。(5)對管材進行三維成形,得到兩相鄰彎曲段所在平面的夾角θ=90°的三維管件,并研究了管材進給和模具移動對成形件質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明:模具向初始位置移動的過程中推動管材進給能夠減小模具和導(dǎo)向裝置對管材的壓力,在一定范圍內(nèi),增大管材進給速度或減小模具移動速度能夠減小管壁受壓變形程度,提高成形件質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG306
【圖文】：

圖 1.1 飛機機身結(jié)構(gòu)Fig. 1.1 Fuselage structure質(zhì)量的彎曲件，人們對各種彎曲方法和彎曲設(shè)備進行精確的尺寸，以往在進行加工時通常采用試制法，需

網(wǎng)格劃分示意圖

圖 3.1 彎曲成形時管材應(yīng)力應(yīng)變分布圖Fig. 3.1 Equivalent stress and strain distribution of tube模間隙的影響.2 所示為管材在 YZ 平面的彎曲示意圖，其中 s 為模具偏移距離、l

【參考文獻】

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2 高嵩;梁繼才;滕菲;陳廣義;魏志勇;;柔性三維拉彎成形零件的形狀控制[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年09期

3 曾珊琪;鄭阿黎;江勇;;工藝參數(shù)對管材繞彎成形的影響分析[J];機械設(shè)計與制造;2013年12期

4 盧宇鵬;徐衛(wèi)平;林森;;基于DEFORM小半徑薄壁管推彎成形工藝及有限元分析[J];煤礦機械;2012年11期

5 趙宇;;柔性制造[J];黨的文獻;2012年04期

6 Andreas Deufel;;輕量化設(shè)計:安全的低碳經(jīng)濟[J];中國制造業(yè)信息化;2012年04期

7 陳先成;袁正;晏建軍;;5083鋁合金彎頭冷推彎數(shù)值模擬及試驗研究[J];鍛壓技術(shù);2011年01期

8 曹雷;;大直徑中頻感應(yīng)加熱彎管機的研究[J];焊管;2010年10期

9 溫彤;季筱瑋;;薄壁矩形管的壓彎變形分析與彎曲質(zhì)量的改善[J];熱加工工藝;2010年19期

10 周養(yǎng)萍;;型材滾彎加工現(xiàn)狀與展望[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2010年03期

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4 戴謀軍;鋁合金管材壓彎過程數(shù)值模擬研究[D];湖南大學(xué);2008年

5 周養(yǎng)萍;型材滾彎成形研究[D];西安理工大學(xué);2007年

6 趙靜宜;轎車副車架液壓成形預(yù)彎工藝數(shù)值模擬分析[D];吉林大學(xué);2004年

本文編號：2754264