大弯曲半径管材推弯回弹有限元分析.pdf

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1、机械设计与制造第6期MachineryDesign&Manufacture2013年6月大弯曲半径管材推弯回弹有限元分析李纯金，杜佐飞(江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江212003)摘要：大弯曲半径管材是在推弯机的推弯过程中成形的，因在推弯过程中，模具与管坯间各参数的相互影响导致管坯在推弯成形后，不可避免的产生回弹角，因而影响了管坯在后期应用中的精度和准确率。因此采用动态有限元平台ABAQUS／Explicit软件对大弯曲半径管材的推弯成形建立符合实际推弯参数的有限元模型，并通过有限元数值模拟对推弯过程中影响回弹角的主要因

2、素：相对弯曲半径R／D、相对壁厚D／t、摩擦系数、以及材料的硬化指数和强度系数进行有限元分析，并得出这些参数对回弹角影响的规律曲线。关键词：大弯曲半径管材；推弯；回弹角；有限元分析中图分类号：TH16；TP242．2文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)06—0094—04SpringbackFinite-ElementAnalysisofBigBendRadiusTubeBendingLIChun-jin，DUZuo-fei(SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniv

3、ersityofScienceandTechnology，JiangsuZhenjiang212003，China)Abstract：Tubeswithgreatlybendedradiusaleformedduringthepush-bendingprocessbythepush-bendingmachine．Duringthisprocess，themutualinfluencebetweenthemoldandtubebilletresultsinareboundingangle，whichisinevitablean

4、dthusinfluencestheaccuracyandprecisionoftubebilletduringthelateruseoftubebillet．Itintendstoanalysesthefiniteelementmodelbythehelpofdynamicandfiniteelementplatform-ABAQUS／Explicitso,ware．Andalsothispaperattemptstoanalysesthefactorsthatinfluencereboundingangle，includ

5、ingtherelativebendingrtwlius，therelativetubethickness，coefficientoffrictionaswellastheMaterial-hardeningexponentandcoefficientofstrength．Basedontheaboveanalysis，thispaperintendstogettherulecurveforfactorsinfluencingthe~boundingangle．KeyWords：LargePipeBendingRadius；

6、PushBending；Sp~ngbackAngle；FiniteElementAnalysis1引言型，利用有限元软件对大弯曲半径管材在推弯过程中各主要因素对管子的回弹角的影响分析，为大弯曲半径弯管的理论研究和实弯管零件因其具有优越的力学性能，多样的功用性以及易际弯管过程提供理论参考。达到产品轻量化等方面的要求，已在汽车、航空、航天等领域得到广泛应用_】1。近年来随着大弯曲半径的管状零件的发展，因其具有2有限元模型的建立及关键技术的研究弯管半径大，管坯弯曲角度小，弯曲成形后管坯变形程度小，质量2。1推弯模型的建立和精度易得

7、到保证等优点，被广泛的应用于家具装饰，汽车输油管大弯曲半径管材在推弯时的三维有限元模型是在ABAQUS／路以及石油运输管道中。弯管件在弯管过程中因具有几何非线性、Explicit软件平台上建立的，其有限元模型是根据江苏某公司生产接触非线性、而导致它在弯管成形后不可避免的具有一些质量问的XXX型号的推弯机简化而来，有限元模型，如图1所示。题㈣。对大弯曲半径的弯管件而言也同样具有一些质量缺陷，其2．1．1材料截面属性的定义以及网格划分中弯管成形后，模具卸载时弯管件的回弹就是影响大弯曲半径弯管坯材料是选择塑性比较好的铝合金管(30

8、03)和奥氏体不锈管件几何精度和形状精度的一个主要因素。因此对大弯曲半径弯钢管；其中铝合金管管的弹l生模量E=70000，密度p=2．7x10k咖，管件在弯曲成形后的回弹研究具有十分重要的意义。泊松比r-033，材料选择的本构模型是指数硬化模型：o'-K(eo+e)n，对大弯曲半径弯管件在