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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。
(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。
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13、其厚度与其厚度之比限制之比限制为为当当时时不考不考虑虑塑性开展。塑性开展。4)刚刚度度同同轴轴心构件心构件7-27-2拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度钢结构基本原理及设计钢结构基本原理及设计7-3实腹式构件在弯矩平面内的稳定实腹式构件在弯矩平面内的稳定7.3.1压弯构件整体失稳形式压弯构件整体失稳形式单单向向压压弯构件的整体失弯构件的整体失稳稳分分为为:弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况弯矩作用平面内失弯矩作用平面内失稳为稳为弯曲屈曲弯曲屈曲弯矩作用平面外失弯矩作用平面外失稳为稳为弯扭屈曲弯扭屈曲双向双向
26、线的距离或者到压力较大分肢腹板外边缘的距离,二者取较大值。fx和 均按对虚轴(x轴)的换算长细比0 x确定。,分肢的稳定计算 弯矩绕虚轴作用的压弯构件,在弯矩作用平面外的整体稳定一般由分肢的稳定计算予以,故不必再计算整个构件在平面外的整体稳定。,产茄渠颤首宛陀吮雇稽趁景酝排余匠彪卯网销象掣陇翔伞谤啸裔侨乾逻楚金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件,5.拉弯和压弯构件,分肢的稳定计算(续),将整个构件视为一平行弦桁架,将构件的两个分肢看作桁架体系的弦杆,两分肢的轴心力应按下列公式计算(图5-9):,(5-23),分肢1,分肢2,(5-24),图5-9 分肢的内力