大型U形板材工件渐进滚弯成形数值模拟.pdf

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1、机械设计与制造第5期214MachineryDesign&Manufacture2012年5月文童编号：1001—3997(2012)05—0214—03大型U形板材工件渐进滚弯成形数值模拟：I：李国庆1,2胡大超付泽民(’上海应用技术学院，上海200235)(z华东理工大学，上海200237)NumericaIsimulation0fmultiple—stepincrementaIroll—bendingformingoflarge-scalesheetmeta1withUshapeLIGuo-qing~,2,HUDa—chao1,FUZe—min(ShanghaiAppliedTec

2、hnologyInstitute，Shanghai200235，China)(2EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237．China)【摘要】利用ABAQUS有限元分析平台，对大型U形g．N-r-件渐进滚弯成形及其回弹过程进行数值模拟，其中工件材料类型选择普通低碳钢。针对半椭圆形工件形状，提出用半径不同的五段圆弧逼近的几何规划。在此基础上，根据加工过程可能出现的缺陷，合理设计滚弯道次，调整ABAQUS参数设置。用模拟优化的工艺参数成形加工半椭圆形板材工件，经origin8拟合配准，其各段曲率半径最大误差小于5％。模拟

3、结果表明，用渐进滚弯方法成形加工半椭圆形工件是可行的，且模拟过程满足准静态响应的要求。关键词：渐进滚弯；数值模拟；几何规划：拟合【Abstract】Simul~ionofmultiple-stepincrementalroll—bendingformingandspringbackoflarge—scalesheetmetalwithUshapewasimplementedinthispaperusingABAQUS．inwhichthelow—carbonsteelisselected∞thematerialtype．Inviewofthesemi-ellipseshapeofwork

4、piece．ageometricplanusingueso2"cswithdifferentradiustoapproachtheoriginalshapeinpiecewiseisproposed．On￡ebasisoftheprogrammingandaccordingtothepossibledefectsintheprocessing,therollingstepsarereasonabat-ranged，andtheparametersareadjustedinABAQUS．ThelargesterrorofcurvatureradiusofdiferentarCSisless

5、than5％ersimulationofthesheetmetalformingaccordingtooptimizedprocessfittingwithorigin8．Theresultsshowthattheincrementalroll-bendingmethodforformingthesemi-ellipseshapeworkpieceisfeasibleandthesimulationprocessmeetstherequirementsofthequasi-staticresponse．一一Kewo：Incrementalroll-bending；Simulation；G

6、eometricplan；Fitting中图分类号：TH16文献标识码：A1—刚L—吾JL。291．7mm、334．9mm、291．7ram、244．4mm；其对应弧长分别为150mm、150mm、300mm、150mm、150mm。板材总长为1360mm，两随着造船、石化、压力容器等行业的发展，对各种形状、规格端直线段各长230mm。在板材展开长上根据各段弧长划分5个加及不同精度要求的板材工件需求量也大大增加，因此。作为板材工变形区段，如图2所示。图2中的编号1、2．3⋯456对应图1中加工重要方法之一的滚弯工艺得到广泛应用fq。目前，国内外学者的编号1、2、3⋯456。对于滚弯工艺的

7、研究主要集中于借鉴弯曲成形分析过程的基础上，对滚弯过程进行理论上的分析，分析大多是单道次的滚弯过程Il，对渐进滚弯过程进行理论分析鲜有学者研究。有限元模拟的方法具有试验周期短，成本低的优点，同时又譬L8l能够相对准确地分析成形过程中各种变量间的规律和相互关系，已经被大量应用于板材弯曲成形技术的各个领域口】，但是国l~#f-对于渐进滚弯成形的有限元数值模拟还鲜见报道。滚弯过程支承蹙i-情况、面力、体力都不沿滚轮长度方向变化，可以视为平