基于Dynaform的金属圆管弯曲成形模拟研究

摘要

金属圆管由于具有较高强度、较强输送能力以及易于加工成形为各种管件等优点，因而在各种行业中得到了广泛的应用。为了给金属圆管的弯曲成形提供理论依据，本文利用塑性有限元分析软件Dynaform对不同管材在各种加工情况下的弯曲过程进行了模拟研究，并对其合理工艺参数进行了探讨。
　　文中首先介绍了金属管件弯曲成形研究的背景、意义与研究现状，然后叙述了利用有限元分析软件Dynaform对不同管材、直径、壁厚、弯曲半径及弯曲角度的金属圆管弯曲成形过程的模拟结果，最后利用弹塑性理论分别分析了上述因素对金属圆管弯曲成形性能的影响，得出了以下结论:
　　1.管材屈服极限的数值极大地影响到弯管成形中管件应力应变的大小，且管材的屈服极限越高，管件的壁厚变化率就越大;
　　2.管坯直径越大或其相对弯曲半径越小，则管件的变形程度便越大，变形区应力、应变的绝对值就越大，壁厚变化率也越大。而管件应力、应变的分布状态则取决于壁厚等众多因素;
　　3.弯曲角度越大，管件变形区应力应变分布的区域与数值也越大，壁厚的变化率也越大;
　　4.随着壁厚的增加，管件变形区的应力及应变也变大，但这个变化不够明显。壁厚越大，管件弯曲段外侧的壁厚变薄率越大，而内侧壁厚的增加率越小。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 管材弯曲成形研究的背景和意义

1．2 管材弯曲成形研究的现状

1．3 本文所做的主要工作

2 弯管工艺及性能指标的理论解析

2．1 弯管成形工艺

2．2 弯管成形的主要性能指标

2．2．1 弯管成形的应力分布

2．2．2 弯管成形的壁厚分布

2．3 理论基础

2．3．1 管坯材料对弯管成形的影响

2．3．2 曲率半径和管坯直径对弯管成形性能指标的影响

2．3．3 弯曲角度对弯管成形性能指标的影响

2．3．4 管材壁厚对弯管成形性能指标的影响

2．4 小结

3 弯管成形有限元模型的建立

3．1 Dynaform软件功能介绍

3．2 不同材料的弯管有限元模型

3．3 不同弯曲角度的弯管有限元模型

3．4 不同相对弯曲半径的弯管有限元模型

3．5 不同壁厚的弯管有限元模型

3．6 其它设置

3．7 小结

4 基于Dynaform的弯管成形模拟结果分析

4．1 不同材料的弯管有限元模拟结果分析

4．1．1 不同材料的弯管应力分析

4．1．2 不同材料的弯管应变及壁厚分析

4．2 不同弯曲角度的弯管有限元模拟结果

4．2．1 不同弯曲角度的弯管应力分析

4．2．2 不同弯曲角度的弯管应变及壁厚分析

4．3 不同相对弯曲半径的弯管有限元模拟结果

4．3．1 不同相对弯曲半径的弯管应力分析

4．3．2 不同相对弯曲半径的弯管应变及壁厚分析

4．4 不同壁厚的弯管有限元模拟结果

4．4．1 不同壁厚的弯管应力分析

4．4．2 不同壁厚的弯管应变及壁厚分析

4．5 小结

5 基于模拟结果的分析及弯管工艺优化

5．1 基于模拟结果的分析

5．2 弯管工艺优化

5．2．1 建立有芯弯曲过程的有限元模型

5．2．2 工艺优化分析

5．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果