数控弯管回弹的解析数值模拟研究

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1、数控弯管回弹的解析一数值模拟研究摘要数控弯管由于具有能够精确、高效、低耗地制造轻量化、强韧化弯管零件等优势而得以在航空、航天以及汽车领域获得广泛应用。然而数控弯管的成形质量取决于成形后的回弹量，因此，研究回弹的机理，预测成形后的回弹量，定量分析工艺及模具参数对回弹量的影响，具有重要的理论意义和实用价值。本文的研究内容和结果如下：深入研究了管数控弯曲及回弹过程的特点，针对弯管的弯曲段和过渡段分别建立了不同的回弹预测解析模型：进而提出了一种以刚塑性有限元法来计算管数控弯曲过程的应力场与所建立的预测模型

2、有机结合来实现管回弹的预测的新方法，这使得能快速地对弯管回弹进行符合实际的分析。基于VC和Origin技术，自主开发了数控弯管回弹模拟系统。该系统为通过模拟技术来实现薄壁管数控弯曲成形回弹过程的分析、预测和控制，进而提高弯管制品的质量，缩短产品开发周期，降低成本提供了手段。利用所开发的数控弯管回弹模拟系统，分析了薄壁铝合金管、不锈钢管的弯曲角、材料硬化指数n，相对弯曲半径R／D，强度系数K对管的回弹的影响规律。结果表明：在一定的数控弯曲条件下，(1)在一定范围内，弯管的回弹角与弯曲角成近似线性关系

3、；(2)在弯曲角较小时，相对弯曲半径较大的回弹角较大，但是随着弯曲角继续增大，相对弯曲半径较大的回弹角反而小；f3)材料的硬化指数越大，回弹角越小；(4)强度系数越大，回弹角越大。关键词：回弹，数控弯管，预测模型，模拟系统，数值模拟Analytical--NumericalSimulationofSpringbackofNCTubeBendingAbstractNumericalcontroltubebendinghasbeenwidelyappliedin{ieldsofaerospace．av

4、iationandautomobilebecauseofitslightweight，highs订ength，precision，highefficiencyandSOrtieotheradvantages，however，tubebending’Squalityisdeterminedbythespringbackvalueafterforming，SOtostudyspringbackmechanism，predictspringbackvalue，quantificationallyanal

5、yzetheeffectfromtechnologyanddieparametersonspringbackvaluehasallimportantsignificanceinnotonlytheoryresearchbutalsopracticalapplication．AnintroductiontotheprojectanditsmainresultsareasfoUows：ThroughstudyingdeeplytheprocessofNCtube—bendinganditsspring

6、back，differentanalyticmodelsofspringbackpredictioncorrespondingtoC1．1rvesectionandtransitionsectionoftube—bendinghavebeenestablished，andatonetimeanewmethodthatmergedrigid-plasticFEMtocomputestressfieldduringtheprocessofNCbendingandestablishedpredictio

7、nmodeltopredictsp血gbackvaluewasmentioned，whichmakeanalyzerapidlyandpracticallytube-bending’Sspringbackpossible．BasedonVisualC_r+andOringintechnology,NCtube-bendingspringbackpredictionsystemhasbeendeveloped，whichprovidesaneffectivemeanstopredict,analyz

8、e，controltheprocessofNCtube-bending’SformingandspringbackSOastoraiseitsqualityandshortenproductiondevelopmentcycle．Afterstudyingtheeffectfromanglebending,materialhardeningexponent,relativeradiusbendingandstrengthcoefficientonspringbackvaluewit