大型复杂截面型材拉弯成形数值模拟

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1、信息化技术2010年12月第6期柙Q被走纯杖碧大型复杂截面型材拉弯成形数值模拟孟鹏飞1李晓星’金朝海’高宏志1尹萍2(1．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；2．首都航天机械公司，北京100076)摘要：对一种复杂截面型材的拉弯成形过程进行了有限元数值模拟分析。通过模拟试验得到最佳的模具与型材间隙；通过分析预拉量和补拉量对截面畸变和回弹的影响，得出最佳加载过程参数。对大尺寸异型截面型材的模拟过程进行了优化，解决了拉弯成形模拟中动态效应明显、计算量过大等问题。关键词：型材拉弯；数值模拟；模具与型材

2、间隙；复杂截面型材；加载过程NumericalSimulationonProfileStretch-bendingwithLargeComplexCrossSectionMengPengfeilLiXiaoxin91JinChaohailGaoHongzhilYinPin92(1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity，Beijing100191；2．CapitalAerospaceMachineryCompany，Beijing10

3、0076)Abstract：Thispaperdealswiththestretch·-bendingprocessofanextrudedaluminumprofile2A12—·OwhichpossessescomplexcrosssectionandlargelengthdimensionthroughABAQUS．Theproperclearancebetweendieandprofilewasprobedandobtained．Asetofbestloadingparametersweredetermin

4、edbystudyingtheinfluenceofpre—stretchandpost—stretchondistortionsandspringback．Withmaterialpropertyinputteddirectlyfromexperiments，theoverallstretch—bendingprocessofthisaluminumprofileWassimulatedandoptimized，greatlyeliminatingpotentialformingdefects．Keywords：

5、profilestretchbending；numericalsimulation：dieandprofileclearance；complexcrosssectionprofile；loadingprocess1引言型材拉弯制件的生产加工是结构轻量化进程中的重要内容。随着工业的发展，型材截面越来越复杂，不断给制造单位提出难题。不同截面及尺寸的型材在拉弯成形中易出现的缺陷不同，传统的经验法已不足以对新出现的截面型材的成形过程进行生产指导。数值模拟的准确性经过很多学者的认可，应用其进行成形工艺研究，确定加载方式，减小

6、和预防截面畸变，可为实际生产提供可靠的指导。本文针对一种人尺寸、复杂截面型材的拉弯过程进行数值模拟分．析，通过模拟实验设计出合理的模具及型材间隙尺寸；并对其加载过程对截面畸变及回弹的影响进行一系列模拟试验，得出最佳的预拉量和补作者简介：盂鹂飞(1985-)。硕士，航空宇航制造工程等业：研究方向：扳科成形．收稿E

7、期：2010-10-19信息化技术航天制造技术kl,詈毫!!詈曼量鲁量量皇舅舅暑!!曼量鼍皇鲁量皇曼詈詈詈昌量皇曼詈詈量量詈詈詈!!!!!曼苎!!!皇曼曼曼昙寡詈葛詈詈詈量曼!量詈詈量詈詈昌詈詈量量量曼暑!

8、詈兽兽曼置詈詈皇!!皇曼皇曼!!!!皇鼍皇詈拉量。2有限元模型2．1零件特征分析图l所示零件为半圆弧形，半径R=2598．5mm，壁厚t=-6、8mm，为大尺寸的复杂异型截面型材。由于零件长度方向跨度很大(约8m，由对称性取1／2模型进行计算，考虑给夹持端预留的长度，材料长度达4．5m。)2．2型材力学性能的确定型材所用的材料为铝合金型材2A12．O，初始退火状态材料性能由单拉试验获得(见表1)，单拉试样直接在型材．卜用电火花线切割获得。纩式≮芦4弋夕零件外形截IlIj形状图1大尺寸复杂截面型材零件表1铝合金型材2

9、A12一O性能参数E，MPaVOo2／MPaodMPa717290．367153．52256．28占II，％r0Kn23．5O．66763329．1050．14452．3力学和位移边界条件在Abaqus中，采用位移和角度控制方式。在拉弯过程中，为了保持材料的张紧状态，在弯曲过程中对型材附加拉伸增量，因此，在预拉阶段，控制夹钳运动使型材沿长度方向伸长。加载速度