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拉弯在轨道交通领域的典型应用
高铁车头铝型材骨架采用多平面拉弯工艺，将6005A-T6铝合金型材弯制成半径2-8m的空间曲线。关键技术在于分段控制拉伸力:直线段保持120kN，弯角区提升至150kN以抑制回弹。常州某企业开发出"预拉伸+动态补拉"工艺，使25m长型材的直线度误差＜3mm。不锈钢拉弯则应用于地铁扶手系统，316L材质φ50×2mm管件经拉弯后，内弧减薄率控制在8%以内（行业标准15%）。这些部件必须通过EN 15085 CL1级焊接认证，且弯曲处需进行涡流探伤检测微裂纹。
传统的型材拉弯无法一次成形三维零部件,满足当前工业对于制件复杂且美观的要求。三维多点柔性拉弯成形是一种新型的柔性拉弯成形技术,它可以实现模具型面的重构并适用于不同类型截面型材的加工制造。铝合型材的三维多点柔性拉弯是一个复杂的力学过程,其制件质量得到控制,而且易出现如截面畸变、起皱、断裂等缺陷。为了提高制件质量,需要对成形过程中的工艺参数进行合理的控制和优化。通过对三维多点柔性拉弯成形进行系统的研究,提出了截面畸变的预测方法和优化方案。本文的主要研究内容及结论如下:1.以有限元模拟为主要研究方法,建立三维多点柔性拉弯成形的有限元模型,研究内容主要包括介绍有限元的基本理论、材料的本构方程、单元类型的选择、模型的合理简化、网格的划分、接触和摩擦以及边界条件的设定,为下文研究铝合金型材三维多点柔性拉弯成形工艺中的有限元模拟部分提供了理论依据。2.采用控制变量法,研究工艺参数对制件截面畸变的影响规律:(1)截面畸变量随多点模具头体数量的增加而逐渐减小。多点模具头体数量由6增大到12时,塌陷率由0.1231降至0.0840,凸胀率由0.0193降至0.0112,截面畸变总体变小。(2)截面畸变量随预拉量的增加而逐渐增大。预拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0935增至0.0981,凸胀率由0.0153增至0.0208,截面畸变总体变大。(3)截面畸变量随补拉量的增加而逐渐增大。补拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0943增至0.0969,凸胀率由0.0164增至0.0170,截面畸变总体变大。(4)截面畸变量随摩擦系数的增加而逐渐增大。摩擦系数由0.05增至0.20时,塌陷率由0.0908增至0.0969,凸胀率由0.0141增至0.0218,截面畸变总体变大。(5)对于型材的截面畸变而言,型材的塌陷是主要的变形方式。3.三维多点柔性拉弯成形制件质量的工艺参数研究。(1)基于预拉量、补拉量、多点模具头体数量和摩擦系数设计四因素四水平的正交试验,运用ABAQUS软件对正交试验表中所列的各个参数组合进行数值模拟,并利用差法对数据进行分析。结果表明:多点模具头体数量对塌陷的影响程度大,补拉量对塌陷的影响程度小;摩擦系数对凸胀的影响程度大,补拉量对凸胀的影响程度小。参数组合是:预拉量为1.0%L,补拉量为0.8%L,多点模具头体数量为12个,摩擦系数为0.15。(2)对获得的参数组合进行多点成形实验验。明有限元模拟可以有效预测三维多点拉弯成形过程下制件的质量,这样可以减少实验次数、节约实验成本、缩短实验时间。
主营加工范围:冷拉弯、热弯、平台弯、滚弯、抽芯弯、普通弯焊接等...二、加工型材:方管、圆管、工字钢、槽钢、角钢、路轨、扁铁、家具管、不锈钢管、铝铜型材管等各种断面 铝型材及PVC塑料制品都可以拉弯。 三、拉弯范围:长拉弯弧长12米，小半径250cm，在材料力学允许的情况下不限，每端工艺余量共留150-200cm，如果弯曲形状复杂，材料界面复杂等都是要适应增加工艺余量。以复杂截面的6005A铝合金车体挤压型材为研究对象,利用Hyperxtrude有限元软件对挤压过程进行模拟,分析了挤压变形过程中的温度场、速度场及形变场分布。在75 MN挤压机上对铝合金型材进行挤压成形,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察和硬度实验,研究了挤压过程中铝合金型材的组织及性能的变化,并与模拟结果进行了对比。结果表明:由于挤压型材尺寸比较复杂,同一截面上温度、速度和变形量的分布差别较大,对应温度高、速度快及形变量大的部位,其组织细小且第二相数量较多,硬度高;由于型材挤压过程中会产生明显的热效应,导致型材尾部的温度高于型材头部的温度,且型材尾部组织更加均匀,第二相分布更弥散,硬度值更高。
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铝型材折弯加工原理根据材料的的弹性、屈服、延伸率的承受高值加工适当的拉力，在控制过程中改变材料的中性层位置。将其拉伸成需要的弧度，且拉伸好的材料表面光滑平整。
2、折弯加工范围
不限于铝型材的折弯，还可以加工钢材、铜材、其他塑性材料等。形状如型材、管材、板材、棒材等都一进行制作。
用于自动化精密设备的材料一般都对精度要求较高，目前弯圆加工的精度误差可达±0.4mm，平整度在0.1mm-0.5mm，垂直度在0.5mm。
23、第五章 拉弯和压弯构件,5.拉弯和压弯构件,5.5.2截面选择及验算,压弯构件的计算比较复杂，一般首先假设适当的截面，然后进行验算。假设截面时可参考已有的类似设计并做必要的估算。设计的截面还应满足构造简单，便于施工，易于与其他构件连接，所采用的钢材和规格易于得到的原则。截面选择的具体步骤如下:计算构件的内力设计值，即弯矩设计值材Mx、轴心压力设计值N和剪力设计值V；选择截面形式；确定钢材及强度设计值；确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度；根据经验或已有资料初选截面尺寸；对初选截面进行强度验算、刚度验算、弯矩作用平面内整体稳定验算、弯矩作用平面外整体稳定验算和部稳定验算，如验算不满足要求，则对