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拉弯工艺的有限元仿真技术进展
DEFORM-3D软件可精准模拟拉弯过程，预测回弹量与实际误差＜5%。某航天项目通过仿真优化加载路径，将钛合金异型管的拉弯次数从7次减至3次。关键设置包括:Hill'48各向异性模型、3参数Barlat屈服准则及混合硬化法则。最新AI辅助系统能基于历史数据自动推荐工艺参数，试模成本降低60%。值得注意的是，铝材的仿真需特别考虑温度效应（摩擦生热可达80℃），而不锈钢模型必须包含应变率敏感性参数。上海交大开发的专用模块已实现回弹补偿模具的自动生成。
力确定。对双轴对称截面一般将弯矩绕强轴作用，而单轴对称截面则将弯矩作用在对称轴平面内，使压力作用在分布材料较多的一侧。（单向压弯构件）压弯构件可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，也可能在弯矩作用平面外弯扭失稳。所以，压弯构件应分别计算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定。,5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算 目前确定压弯构件弯矩作用平面内限承载力的方法很多，可分为两大类。一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。边缘屈服准则 等效弯矩系数和弯矩放大系数 图5-4为一两端铰接压弯构件，横向荷载产生的跨中挠度为vm。当荷载为对称作用时，可假定挠曲线为正弦曲线。当轴心力作用后，在弹性范
一种6061铝合金拉弯型材的生产工艺，其特征在于:包括对原材料制备、型材生产、 安装填充物及拉弯工序的控制，具体控制如下: 1) 6061铝合金铸棒材料各成份的质量百分比:Si : 0 · 45-0 · 63 %，Fe :彡0 · 35 %，Cu : 0.10-0.24%，Mn:彡0.20%，Mg:0.75-0.95%，Cr:彡0.25%，AL-余量； 2) 型材生产时的参数控制:铸棒温度500±10°C;模具温度400-500°C;挤压筒温度420-440°(:;挤压速度6-10111/1^11 ;淬火温度520-560°(:;拉伸率控制在0.5%-1.2%;穿水冷却 ； 3) 填充物的选择:对型材的空心处填充钢板加硬塑料作为填充物； 4) 拉弯过程的控制:预拉伸力控制在型材屈服点的85-95%。2. 根据权利要求1所述的6061铝合金拉弯型材的生产工艺，其特征在于:型材生产完成 后与实施拉弯工序之前的间隔时间小于24h。
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（2）拉弯成形工艺特点工艺优点:①能够拉弯成形结构复杂的型材断面。②可实现多弧段变曲率的型材拉弯成形。③弯弧精度高，材料回弹稳定，工件尺寸的一致性好。④可有效消除材料内部的残余应力，产品尺寸稳定性好。⑤由于金属材料的冷作硬化，材料经拉弯后，可改善材料的力学性能。工艺缺点:①拉弯产品断面尺寸大小受设备吨位及钳口尺寸的限。②拉弯模具投入成本大，模具通用性差。③对于不对称的型材截面，拉弯件截面变形控制难度大。（3）拉弯成形工艺关键技术拉弯工件的弧度设计原则以不超过材料的伸长率为限度，拉弯成形中将出现型材壁厚变薄断裂、起皱、截面畸变等成形缺陷，这些成形缺陷与型材的力学性能、截面形状及拉弯工艺参数等因素密切相关。拉弯过程中材料变形区各部分的应力状态不同，中性层以外材料受拉应力作用，中性区以内材料（与拉弯模具贴合）受压应力作用，为使材料不至于受压应力产生起皱现象，预拉伸力要，使材料产生屈服拉伸，相应的中性层以外的金属将受到更大的拉力作用，出现壁厚减薄，并有断裂倾向。所以如何平衡材料不产生起皱并且中性层外侧金属不出现断裂，避免型材截面尺寸变形过大，是确定拉弯工艺参数的两个关键考虑因素。（4）拉弯型材成形力的计算在进行项目的技术能力评审中，需要考虑3个因素:设备的钳口距离是否满足材料的拉伸长度、钳口尺寸是否满足断面尺寸夹持要求，另外，拉弯成形关键的一点要计算材料所需的大拉伸力大小。拉弯工件的成形能力计算材料屈服强度值取1.25倍的系数，确保设备不在大拉力负荷下工作，设备大拉伸力大于公式计算出的材料所需拉力值，说明设备拉伸能力满足材料拉弯力要求。（5）三维拉弯机及三维拉弯关键技术三维拉弯设备的主机架由安装在地基上的焊体框架结构组成，如图4所示，主机架用来支撑可旋转的拉伸摇臂2及液压缸。在机架的顶部装有可安放模具的工作平台1。两个拉伸缸托架9分别安装在摇臂2的上部，通过电驱动螺旋导杆实现电动定位以适应不同长度的工件。每个摇臂2上均配备拉伸缸4。零件的扭曲通过一个装在拉伸缸4后面的带齿轮箱的液压马达7来实施。拉伸缸4通过万向节安装在托架9上，万向节使夹钳8钳口能向前或向后自由地旋转。夹钳升降缸5实现在拉伸过程中拉伸缸4的逐渐抬升，夹钳俯仰缸6可以使拉伸缸4实现上下俯仰，托架9上的运动副动作（拉伸—提升—俯仰—旋转）使工件在整个成形过程中沿三维模具表面受到切向拉伸而成形立体空间三维工件。设备结构及设备工作原理:三维拉弯关键技术主要是模具设计，三维拉弯机不会给出理想的三维拉弯程序，工艺设计人员需要根据材料的性能及弯曲成形进行系统的分析或CAE有限元分析，并通过不断的工件试制，使三维拉弯模具及三维拉弯程序达到佳匹配，并达到工件的技术要求，需要工艺技术人员具有较高的产品研发能力。
当然，选用不同品牌的阳光房型材，型材的宽度和厚度不同，在处理的时候也有些差异.方寸间阳光房型材是无需切角，是目前市场上制作简单的阳光房材料，顶面拉弯材料有横梁.侧梁和主侧梁，弧度半径一般为1400MM，弧高为600MM。按照以上细节所做拉弯的铝合金阳光房型材，既能满足质量方面要求，也能满足美观要求，铝合金阳光房型材方面我们时时刻刻都在思索如何加工简便，如何提高质量以及如何满足客户要求。时时刻刻创造出的铝合金阳光房型材。拉弯作为一种重要的弯曲成形技术,具有回弹小,质量好的优势,易于成形大型复杂结构件。基于夹钳运动轨迹控制的拉弯成形是一种的数值模拟方法,具有设计周期短、成形精度高、稳定性好、适用范围广等优点,迎合了化市场率、低成本的要求。本文根据P-M-P型材拉弯模式,设计了不同类型拉弯件成形过程中夹钳的运动轨迹,利用有限元模拟软件分别对二维拉弯和三维拉弯进行模拟研究,并分析不同的成形参数对两种拉弯件成形质量的影响规律。具体内容如下: (1)建立型材拉弯有限元模型,根据推导的夹钳轨迹设置边界条件,进行单向拉伸,建立6005-T4材料模型,采用显式算法,同时利用有限元模拟明了采用双精度计算方法能够避免刚性夹钳变形问题。 (2)根据P-M-P型材拉弯模式,设计开发四种不同类型拉弯件夹钳运动轨迹,包括定曲率拉弯件成形轨迹、分段曲率拉弯件成形轨迹、连续变曲率拉弯件成形轨迹、空间曲率拉弯件成形轨迹计算。同时,为避免型材底面逆向变形,减小回弹,引入包覆拉伸量,设计型材拉弯轨迹改进算法。 (3)针对二维分段式曲率拉弯进行有限元分析,研究预拉伸量、包覆拉伸量、过渡区长度、拉弯速度等工艺参数对截面畸变、回弹等成形缺陷的影响规律。并分析补拉伸量、填充压强、空腔实体填充方法对成形缺陷的抑制作用。结果表明:增大预拉伸量、包覆拉伸量、补拉伸量能够减小回弹；型材内部填充实体能够大大减小各表面截面畸变。对二维分段式曲率拉弯进行试验,试验结果与数值模拟结果基本吻合。 (4)研究三维空间型材拉弯中,预拉伸量、包覆拉伸量、过渡区长度、补拉伸量等工艺参数及空腔实体填充方法对截面畸变、回弹等成形缺陷的影响规律。结果表明:型材回弹量随预拉伸量、包覆拉伸量、补拉伸量增大而减小；增大过渡区长度、减小包覆拉伸量,能够减小截面畸变；空腔型材内部填充聚酯能够有效地抑制型材的截面畸变。