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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。
（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。
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,5.1拉弯和压弯构件的特点（续2）,进行拉弯和压弯构件设计时，应同时满足:承载能力限状态和正常使用限状态的要求。拉弯构件:需要计算强度和刚度（限制长细比）；压弯构件:需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳 定）、部稳定和刚度（限制长细比）。拉弯构件的容许长细比和轴心拉杆相同，压弯构件的容许长细比和轴心压杆相同。,猎嗜柱阿轿惺例反佯依蛙姜拱陪绽半征赌敖潘蜘功癣萨餐枢潭皂刚冯兰病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,5.2拉弯和压弯构件的强度,承
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受单向弯矩的拉弯或压弯构件的强度按下式计算,承受双向弯矩的拉弯或压弯构件的强度按下式计算,（5-1）,（5-2）,式中:An净截面面积；Wnx，Wny对x 轴和y 轴的净截面模量；x，y截面塑性发展系数，取值见表4-1。当压弯构件受压冀缘的外伸宽度与其厚度之比，但不超过 时，应取x1.0。对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取xy1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。,俱杀倘趟们芬朱验辗栋亩叭忧蔗舌怯挽援雀贵龟椒理釜肘娜嵌伯说患盲徐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,5.3实腹式压弯构件的整体稳定,压弯构件的截面尺寸通常由稳定承载
关于型材表面处理要求:通常情况下可以选择阳氧化或涂装后弯曲加工（涂层的伸长率远大于型材的伸长率）；因为型材拉弯时型材与模具之间没有相对位移，故不会损伤型材。如型材弯曲过程中涂层脱落则是涂层的附着力不足原因造成的，产生附着力不足的原因主要有喷涂前处理不好或加温不足及加温时间不足造成。当然为方便运输和安装应适当做表面保护。三、铝型材拉弯加工成型
铝型材拉弯加工工艺能够使零件取得合理的校形余量，进步零件的制造精度，降低零件的制形成本。拉弯是指型材在弯矩和纵向拉力的结合作用下压入模具型槽内的成形过程。铝型材拉弯在工业消费中是一种重要的成形工艺，用于制造尺寸大、外形度请求较高、相对弯曲半径大的变曲率挤压和板弯型材弯曲件。