薄壁管充液压弯的数值模拟和实验研究

《薄壁管充液压弯的数值模拟和实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文薄壁管充液压弯的数值模拟和实验研究NUMERICALSIMULATIONANDEXPERIMENTALRESEARCHOFTHIN-WALLEDTUBEPRESS-BENDINGWITHINTERNALPRESSURE李秋强哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TG306学校代码：10213国际图书分类号：621.774.8密级：公开工学硕士学位论文薄壁管充液压弯的数值模拟和实验研究硕士研究生：李秋强导师：滕步刚副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2009年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG306U.D.C:621.774.8DissertationfortheDegreeOfM.Eng.NUMERICALSIMULATIONANDEXPERIMENTALRESEARCHOFTHIN-WALLEDTUBEPRESS-BENDINGWITHINTERNALPRESSURECandidate：LiQiuqiangSupervisor：AssociateProf.TengBugangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer

3、ingSpecialty：MaterialsprocessingEnginerringAffiliation：SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence：June,2009Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在航空航天、汽车、石油化工、轻工及交通运输等工业部门中,广泛地采用管材制造零件。管材塑性加工已成为先进塑性加工技术面向21世纪研究与发展的一个重要方向。管材弯曲成形是管材塑性加工

4、的重要组成部分。本文采用充液弯曲工艺对薄壁管的弯曲成形进行了数值模拟和实验研究。针对5A02铝合金与ST12低碳钢两种材料管材进行了不同参数的充液压弯工艺实验，分别研究了不同充液压力、相对弯曲半径对管材横截面尺寸，典型点壁厚变化的影响。结果表明，在相对弯曲半径相同的条件下，随着充液压力的增加，椭圆度逐渐减小；内侧点的增厚率逐渐减小；外侧点的减薄率逐渐增加。在充液压力相同的条件下，随着相对弯曲半径的增加，椭圆度逐渐减小；内侧点的增厚率逐渐减小；外侧点的减薄率逐渐减小。通过理论分析得到了弯曲成形的极限充液压力。通过实验得出了两种材料

5、管材充液压弯的极限相对弯曲半径：5A02铝合金管材(外径63mm，壁厚1mm)的极限相对弯曲半径为5；ST12低碳钢管材(外径70mm，壁厚1mm)的极限相对弯曲半径为6。通过有限元模拟分析了管材充液弯曲时的椭圆度与壁厚的变化规律，模拟结果与实验结果基本吻合。通过模拟研究了管材充液弯曲时的应力应变的变化情况，并与网格法实验测得的应变进行了比较。利用正交设计及极差分析方法，分析得到了材料性能、径厚比、相对弯曲半径等参数对椭圆度和壁厚的影响程度。对椭圆度影响因素由主到次的顺序是材料性能、径厚比、相对弯曲半径；对增厚率影响因素由主到次

6、的顺序是相对弯曲半径、径厚比、材料性能；对减薄率影响因素由主到次的顺序是相对弯曲半径、材料性能、径厚比。关键词充液压弯；充液压力；相对弯曲半径；薄壁；正交设计-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTubeworkpiecemanufacturehasbeenwidelyusedintheindustrialsector,suchasaeronautiesandastronauties,automotive,petrochemical,lightindustryandtransportation.Tubeplasti

7、cforminghasalreadybecomeanimportantdirectionintheadvancedplasticformingtechnologyforthe21stcenturyresearchanddevelopment.Andtubebendingprocessisanimportantpartoftubeplasticforming.Inthispaper,thenumericalsimulationandexperimentalresearchofthin-walledtubebendingproces

8、swerecarriedoutwithinternalpressure.Thepress-bendingexperimentsofdifferentparameterwerecarriedout,inwhich5A02aluminum-alloyandST12l