复杂截面型材拉弯成形技术研究

admin · 发表于 2023-10-9 21:12:02

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拉弯工艺是型材弯曲成形的重要方法，在航空、航天和汽车、轨道列车型材弯曲件的制造中得到了非常广泛的应用。型材拉弯成形具有精度高、零件贴模度好、回弹小、表面质量高等优点，是目前材料加工领域研究的热点。随制造业水平的不断提高，型材截面形状呈现复杂、个性化，且尺寸各式各样。在这种情况下，以往的生产经验越来越不能够提供可靠的指导。而大型型材弯制的零件通常是飞机等的主要结构件，其成形质量直接关系到仪器整体的装配精度和使用寿命。因此，大型复杂截面型材弯曲成形技术的研究具有重要意义。本文在研习以往型材拉弯研究的前提下，结合生产实践中所用的两种复杂截面型材拉弯成形的生产实际，基于数值模拟技术，对其拉弯成形过程进行了数值模拟。为给数值模拟提供可靠的数据输入，对型材零件进行了单拉试验测试，获取了材料性能；通过多次去工厂学习，对所模拟零件的实际加工情况有了可靠了解。在数值模拟过程中，针对所模拟的型材的截面特殊性，对于不对称U字型截面，通过内加填充物和合理的模具形状设计，以及通过选择合理的加载参数，有效解决了这种大尺寸中空型材拉弯过程中易出现的上缘塌陷及起皱、破裂、回弹严重等题目。对另一种类似于F型截面并更复杂截面的型材，首先通过正交设计试验选择出了最合适的模具尺寸；选择了合适的截面畸变衡量参数；然后通过一系列模拟试验，分别比较了预拉和补拉对截面畸变、起皱及回弹后半径增大及空间扭转等参数值，并据此选出了最佳预拉和补拉量。在有限元模拟建模当中，对型材截面厚度一致的型材，选用壳单元可以较准确地模拟变形情况并且能够节省计算时间。而随型材截面的复杂程度增加，出现了大圆角、斜边及厚度不一致等情况。选择体壳单元组合建模可以克服体单元建模带来的计算时间过长题目，又可以对复杂截面形状实现准确的模拟。本文结合所模拟的截面型材，对体壳单元组合建模结果的准确度及计算时间进行了初步分析。

复杂截面型材拉弯成形技术研究

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