多模具約束下管材數(shù)控彎曲成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控彎管技術(shù)正朝著高精度、高效率和低成本的方向發(fā)展，而管材數(shù)控彎曲成形是多模具約束下的復(fù)雜過程，成形參數(shù)選取不當(dāng)容易產(chǎn)生各種成形缺陷。0Cr21Ni6Mn9N不銹鋼管為航空航天領(lǐng)域常用導(dǎo)管，但其強度高、延伸率低、屈彈比大等特點，使其具有成形難度大、成形質(zhì)量差等問題。為此，本文以0Cr21Ni6Mn9N不銹鋼管為研究對象，模擬分析了不同模具組合、工藝參數(shù)及材料參數(shù)對其數(shù)控彎曲成形質(zhì)量的影響規(guī)律，并獲得了其數(shù)控彎曲的

2、成形極限，研究結(jié)果對實際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)作用。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　基于ABAQUS/Explicit有限元平臺，建立了不同模具組合下的0Cr21Ni6Mn9N不銹鋼管數(shù)控彎曲三維彈塑性有限元模型，采用建立的有限元模型，模擬分析了不同模具組合對管材數(shù)控彎曲成形的應(yīng)力應(yīng)變分布、壁厚變化和截面畸變的影響規(guī)律，并確定了最佳的模具組合為彎曲模+壓塊+夾塊+芯棒。
　　在最佳的模具組合下，研究分析了工藝參數(shù)對0Cr21Ni6

3、Mn9N不銹鋼管數(shù)控彎曲成形質(zhì)量的影響規(guī)律，并獲得了工藝參數(shù)的合理取值。結(jié)果表明：（1）壁厚減薄率隨著芯棒與管材的間隙Cm、彎曲模與管材間的摩擦系數(shù)fb、壓塊與管材間的摩擦系數(shù)fp和助推塊速度vp的增大或壓塊與管材的間隙Cp、芯棒與管材間的摩擦系數(shù)fm和芯棒伸出量e的減小而減小；而隨著彎曲模與管材的間隙Cb的增大先減小后增大。（2）壁厚增厚率隨著芯棒與管材的間隙Cm、壓塊與管材間摩擦系數(shù)fp和助推塊速度vp的增大或壓塊與管材的間隙Cp的

4、減小而增大；隨著彎曲模與管材的間隙Cb的增大先減小后增大；而彎曲模與管材間的摩擦系數(shù)fb、芯棒與管材間的摩擦系數(shù)fm和芯棒伸出量e對壁厚增厚率影響不大。（3）截面畸變率隨著芯棒與管材的間隙Cm、彎曲模與管材的間隙Cb、壓塊與管材的間隙Cp和芯棒與管材間的摩擦系數(shù)fm的增大或彎曲模與管材間的摩擦系數(shù)fb、壓塊與管材間的摩擦系數(shù)fp、助推塊速度vp和芯棒伸出量e的減小而增大。（4）綜合考慮各工藝參數(shù)對管材數(shù)控彎曲成形壁厚變化和截面畸變的影響

5、，Cm、Cb、Cp、fm、fb、fp、vp和e的合理取值分別為0.075mm、0.1mm、0.05mm、0.05、0.25、0.25、1.0vp和1.0mm。
　　在最佳的模具組合和合理的工藝參數(shù)取值下，研究分析了材料參數(shù)對0Cr21Ni6Mn9N不銹鋼管數(shù)控彎曲成形質(zhì)量的影響規(guī)律。結(jié)果表明：（1）壁厚減薄率隨著厚向異性指數(shù)r和強度系數(shù)K的增大或硬化指數(shù)n和泊松比v的減小而減小；而屈服應(yīng)力?s對壁厚減薄影響不大。（2）壁厚增厚率隨