芯模对双脊矩形管绕弯成形截面畸变地影响

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1、第２２卷第３期材料科学与工艺Ｖｏｌ?２２Ｎｏ?３２０１４年６月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｎ．２０１４芯模对双脊矩形管绕弯成形截面畸变的影响李海平，刘郁丽，朱英霞，杨合（西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安７１００７２）摘要：采用芯模可有效减小双脊矩形管绕弯成形过程中的截面畸变，并提高弯曲管件的成形精度．因此基于ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ有限元软件，建立了可靠的双脊矩形管绕弯成形三维有限元模型，研究获得了芯模对截面畸变的影响规律．结果表明：沿截面宽度、高度、外脊宽度和双脊高度的最大变形量

2、均位于管坯的棱线上；沿弯曲方向，管坯宽度、高度和双脊高度的最大变形量均出现在６０°附近截面上，外脊宽度的最大变形量出现在２０°附近的截面上；随着芯头个数的增加、芯头和管坯间隙的减小及其摩擦因数的减小，管坯宽度、高度和外脊高度的最大变形量均减小，而外脊宽度的最大变形量略有增大或基本不变．关键词：绕弯成形；双脊矩形管；截面畸变；芯模；数值模拟中图分类号：ＴＧ３８９文献标志码：Ａ文章编号：１００５－０２９９（２０１４）０３－００４６－０８Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｎｄｒｅｌｏｎｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｏ

3、ｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｔｕｂｅｉｎｒｏｔａｒｙ⁃ｄｒａｗｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓＬＩＨａｉｐｉｎｇ，ＬＩＵＹｕｌｉ，ＺＨＵＹｉｎｇｘｉａ，ＹＡＮＧＨｅ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｎｄｒｅｌｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｎｒｏｔａｒｙｄｒａｗｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａ

4、ｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｔｕｂｅ．Ａｒｅｌｉａｂｌｅｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＦＥｍｏｄｅｌｏｆｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｔｕｂｅｉｎｒｏｔａｒｙ⁃ｄｒａｗｂｅｎｄｉｎｇｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍａｎｄｒｅｌｏｎｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃｔｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ

5、ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｉｄｔｈ，ｈｅｉｇｈｔ，ｏｕｔｅｒｒｉｄｇｅｗｉｄｔｈａｎｄｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｈｅｉｇｈｔａｌｏｎｇｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｉｓｌｏｃａｔｅｄｏｎｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔｕｂｅ．Ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｉｄｔｈ，ｈｅｉｇｈｔａｎｄｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｈｅｉｇｈｔａｐｐｅａｒｓｎｅａｒｔｈｅ６０°ｂｅｎｄｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｏｕｔｅｒ⁃ｒｉｄｇｅｗｉｄｔｈａｐｐｅａｒｓｎｅａｒｔｈｅ２０°ｂ

6、ｅｎｄｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｎｕｍｂｅｒｏｆｃｏｒｅｓａｎｄｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｌｅａｒａｎｃｅａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｍａｎｄｒｅｌａｎｄｔｕｂｅ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｉｄｔｈ，ｈｅｉｇｈｔａｎｄｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｈｅｉｇｈｔｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｏｕｔｅｒ⁃ｒｉｄｇｅｗｉｄｔｈｓｌｉｇｈｔｌｙｉｎｃｒｅａｓ

7、ｅｓｏｒｈａｓａｌｍｏｓｔｕｎｃｈａｎｇｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｒｙ⁃ｄｒａｗｂｅｎｄｉｎｇ；ｄｏｕｂｌｅ⁃ｒｉｄｇｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｔｕｂｅ；ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；ｍａｎｄｒｅｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ双脊矩形波导管弯曲件具有频带宽、损耗小、功率大等特点，被广泛应用在雷达和通讯等领［１］域．数控绕弯成形由于具有成形精度高、效率高［２］［３－４］收稿日期：２０１２－１２－２９．和易于实现自动化等特点，成为矩形管、方基金項目：高等学校博士学科点专项科研基金博导类课题形管［５

8、］和包括双脊矩形管在内的复杂异型截面（２０１１６１０２１１００１２）；国家自然科学基金资助项目［６－７］管重要的弯曲成形工艺．双脊矩形管截面形状（５１３７５３９２）；陕西省自然科学基础研究计划资助项目（２０１３ＪＺ０１６）．复杂，弯曲成形时极易出现截面畸变，导致信号波作者简介：李海平（１９