發(fā)布時間：2021-06-13 22:19

　　為研究芯棒端部形狀參數(shù)及伸長量對管件繞彎成形質(zhì)量的影響,基于ABAQUS軟件對船用鋼管繞彎過程進(jìn)行數(shù)值模擬并驗證其有效性。通過正交試驗研究了芯棒端部曲率半徑、曲線段長度和伸長量對管件成形指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:起皺率隨三者的增大而增大;扁平率受曲率半徑的影響不明顯,隨曲線段長度和伸長量的增大而減小;減薄率隨曲率半徑和伸長量的增大而增大,隨曲線段長度的增大而減小。同時,采用差值法進(jìn)行成形指標(biāo)的歸一化處理,通過綜合評分法評價管件成形質(zhì)量,研究表明:綜合評分隨曲率半徑和伸長量的增大先增大后減小,隨曲線段長度的增大先減小后增大。分析得到各因素的最優(yōu)水平,進(jìn)而獲得優(yōu)化后的芯棒參數(shù),通過對比參數(shù)優(yōu)化前后彎管數(shù)值模擬的成形結(jié)果驗證了優(yōu)化的有效性。 

【文章來源】：塑性工程學(xué)報. 2020,27(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

基于ABAQUS有限元軟件，建立了管件繞彎成形有限元模型。由于彎制時管件模具等彎曲成形的要素都關(guān)于過管件橫截面圓心的水平面對稱，故取過管件橫截面圓心水平面上半部分的管件模具進(jìn)行建模分析，并根據(jù)對稱性施加相應(yīng)約束。由于模具剛度遠(yuǎn)大于管件，在分析中，管件采用彈塑性體，模具采用剛體。模型中管件和模具均采用殼單元離散，網(wǎng)格大小與管厚相同，取8 mm，模具與管件之間采用庫倫摩擦模型，幾何模型如圖2所示，管件及模具尺寸見表2。管件彎制的大體過程為:管件與彎曲模置于初始位置，壓模接觸管件，彎曲模轉(zhuǎn)動進(jìn)行彎制，管件彎曲90°后卸載壓模和夾緊塊。管件彎制的模擬過程可分為4個分析步:初始步、接觸步、彎曲步和卸載步。為避免單元過大帶來的“沙漏問題”和降低單元過小帶來的成本上升，在模擬過程中利用質(zhì)量放大法提高模擬效率，接觸步、彎曲步和卸載步模擬時長分別為0.5、10和2 s，質(zhì)量放大系數(shù)分別為50、200和50。芯棒端部示意圖如圖3所示。

管件彎制的大體過程為:管件與彎曲模置于初始位置，壓模接觸管件，彎曲模轉(zhuǎn)動進(jìn)行彎制，管件彎曲90°后卸載壓模和夾緊塊。管件彎制的模擬過程可分為4個分析步:初始步、接觸步、彎曲步和卸載步。為避免單元過大帶來的“沙漏問題”和降低單元過小帶來的成本上升，在模擬過程中利用質(zhì)量放大法提高模擬效率，接觸步、彎曲步和卸載步模擬時長分別為0.5、10和2 s，質(zhì)量放大系數(shù)分別為50、200和50。芯棒端部示意圖如圖3所示。1.2 有效性驗證

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3228453