有限元弯管稳定性的模拟分析+文献综述(2)
6.1.1 等效应力场分析 16
6.1.2 等效应变场分析 17
6.2 弯曲速度对弯管的影响 18
6.3 不同材质对弯管的影响 18
7 结论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 文献综述
1.1 管材弯曲加工一般介绍
材弯曲方法多种多样。按弯曲方式可分为压弯、拉弯、绕弯、推弯、滚弯；按弯曲时加热管与否可加热分为冷弯和热弯；按弯曲时有无填充又可分为有芯（填料）弯管和无芯（填料）弯管[1]。采用空心弯曲的方法适用于弯曲半径较大，管壁厚度及外径一定的管件。有限元法用于冷弯成形研究的方向主要有2种：一种是侧重于基础理论的原始开发；另一种是在成熟的有限元分析软件基础上的二度开发和应用[2]。两者要是通过有限元分析找出袋形波、边波等缺陷产生的原因或者对高强钢的成形进行仿真试验，但以有限元为手段对冷弯过程中载荷的均匀分布关注较少。合理的载荷分布为冷弯成形过程单道次压下量提供了依据，并且合理的载荷分布还能保证产品的质量。最重要的是力能参数的计算为冷弯成形设备设计提供了原始的参考，为机械装置的校核、液压系统的设计提供了外部载荷参数。
目前，管材辊弯加工在航空航天、汽车、船舶制造等工业中应用十分广泛．对管材弯曲技术和质量的要求也越来越高。但是，由于管材具有特殊的中空结构以及受多种非线性医素的影响，在滚弯成形时极易产生失稳、起皱和开裂等问题。对上述问题的研究单纯依靠实验的方法所需周期较长、费用高，且试验过程中的随机干扰因素较多，难以对工艺参数透过试验进行改进和提高。
近年来，计算机仿真技术的发展为塑性成形研究提供了有力的辅助工具。例如有限元模拟：Deform3D 6.1或Simulia Abaqus6.10、Simufact.forming 9.0、Ansys10.0、MSC.MARC 2007等软件，各种有限元计算方法在管材弯曲变形研究中也得到了广泛应用，并已在弯曲加工类产品的设计和优化等方面被证明是有效的[3]。在管材滚弯工艺研究中。将有限元模拟技术与实验结合起来对弯曲变形过程中的诸多现象进行比较分析。对成形过程进行科学预测，并对工艺加以优化，已成为人们关注的问题。
1.2 国内外研究现状
2 选题目的及意义
2.1 目的
弯管在制冷、机械、化工等行业中的应用十分广泛，薄壁钢管弯管的批量生产，一般是在弯管机上冷弯成形，由于薄壁钢管管壁支撑失稳临界力较低，弯曲部位常出现褶皱、开裂等变形缺陷[1]。为了能够的在研究冷弯薄壁弯管过程中确定产生缺陷的失稳临界点。
本课题主要研究Q235、304钢管弯曲成型过程有限元模型的建立:用数值模拟方法分析了金属材料在成型过程中的变形规律、应力应变变化规律。并且对比分析两种钢种的异同点。最终确定产生缺陷的失稳临界点。
2.2 意义
管材弯曲成形中，管弯曲的形状变化仅仅是一种材料位移的表观现象，而其变形实质则在于管壁,外侧伸长减薄和内侧缩短增厚。
本课题通过对薄壁Q235及304不锈钢管件弯曲成形过程进行三文弹塑性有限元模拟。揭示了其成形时应力应变分布规律和变形规律。分析了对成形质量影响的主要因素，为进一步研究薄壁钢管的变形机理和失效视理奠定了基础。以避免在实际生产中由于缺陷的存在导致钢管的强度削弱，承载能力的降低，以及管内流动介质速度不均、产生涡流和弯曲部位积聚污垢等不利的使用效果，使得弯管的正常使用受到影响。为产品成形工艺的制定及工艺参数的优化提供指导。
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