大型弯管冷成形计算机数值模拟及模具参数的优化

摘要

本文设计并建立了一套完整的专用弯管模拟系统，用于对大型弯管冷成形进行有限元数值模拟，正确预测了弯管椭圆度、减薄率、回弹量等质量参数，以及设备驱动力；分析了影响弯管质量的各种因素，并对其提出了质量改进措施。经过实验验证，本文所建立的有限元模拟系统远远优于传统的经验公式方法和试制法，已经应用于企业的生产实践中，并取得了良好的效果。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2有限元在塑性成形模拟中的应用

1.3弯管技术综述

1.4弯管有限元模拟国内外研究现状

1.5主要研究内容

第2章弯管冷成形的力学建模

2.1引言

2.2有限元动态显式算法基础

2.3冷弯管力学模型的建立

2.3.1坐标系和基本假设

2.3.2位移场和边界条件

2.3.3应变场

2.3.4应力场

2.3.5能量场

2.4本章小结

第3章弯管有限元模拟系统

3.1引言

3.2有限元弯管模拟流程

3.2.1前处理建模

3.2.2施加载荷求解

3.2.3后处理结果提取

3.3基于ANSYS二次开发的弯管模拟系统

3.3.1 ANSYS二次开发功能简介

3.3.2基于ANSYS二次开发的弯管模拟系统建立

3.4模型实验验证

3.4.1模具力验证分析

3.4.2弯管质量验证分析

3.5本章小结

第4章弯管质量影响因素分析及弯管模形状优化

4.1引言

4.2管子材质对设备力和成形质量的影响分析

4.3主要几何参数对成形质量的影响分析

4.3.1相对弯曲半径R/D对成形质量的影响

4.3.2相对壁厚t/D对成形质量的影响

4.4主要工艺参数对成形质量的影响分析

4.4.1弯管速度对质量的影响分析

4.4.2尾推力对弯管质量的影响分析

4.5弯管模形状优化

4.5.1弯管模反变形法简介

4.5.2 ANSYS优化设计概述

4.5.3本系统优化设计步骤

4.5.4优化设计结果及分析

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢