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关于锻打合金圆钢弯曲成型的研究

作者: 发布于:2019/9/11 23:27:25 点击量:

为了系统研究管材弯曲的变形实质,进行大量管材无芯弯曲试验。结合管材弯曲成形中外侧管壁材料切向受拉的变形现象,分别对可能发生的集中性拉伸失稳和分散性拉伸失稳变形进行分析。

给出与管材力学性能相关,且受拉伸失稳约束的最小相对弯曲半径的计算公式,可用于工艺计算,并对管材弯曲成形设计和工艺分析具有一定的参考价值。通过相应的锻打合金圆钢试验分析指出,由于锻打合金圆钢制造所形成的残余应变使得材料在管型状态下所表现的力学性能有一定变化,因此管材弯曲作为二次塑性变形,其真实硬化模数及力学性能参数对弯曲过程中材料的失稳变形和最小相对弯曲半径的计算具有重要影响。

针对管材弯曲成形问题,系统地总结了国内外研究人员采用理论分析、有限元模拟、实验研究方法在管材弯曲成形方面的工作和取得的研究进展,包括锻打合金圆钢弯曲后截面质量、回弹、弯曲过程成形极限、弯曲工艺模具、加工工艺参数智能化预测等,并提出了锻打合金圆钢弯曲当前存在的问题及发展趋势。基于轮廓形状为余弦曲线及轮廓上任一质点的运动轨迹与轮廓正交的假设及材料各向异性理论,建立直观的数学模型,并借助数值计算方法,快速、准确地确定锻打合金圆钢无模约束自由液压胀形的成形载荷及成形极限。通过对锻打合金圆钢及低碳钢薄壁管的液压胀形实验来验证理论模型及计算结果的正确性,并分析及比较胀形中的成形载荷变化规律、管材壁厚及轮廓形状的变化规律。

研究结果表明,自由胀形长度l5N对于极限载荷pb值的大小有较大的影响,但对极限胀形系数Kmax影响较小;基于该模型计算的极限载荷(破坏时的液压力)及成形极限更加接近实际,可用于锻打合金圆钢液压胀形的生产中。


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