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拉弯件的质量检测标准与方法
航空级拉弯件需符合NASM 1312-7标准,要求轮廓度≤0.3mm/m,表面粗糙度Ra<1.6μm。三坐标测量机(CMM)是主流检测设备,搭配Romer关节臂可实现现场测量。截面畸变检测采用光学扫描仪,如GOM ATOS Core能捕捉0.02mm的椭圆度变化。力学性能方面,铝合金拉弯后需保证H32状态抗拉强度下降<10%,不锈钢件则要经过ASTM E290正弯测试。某汽车企业引入在线视觉检测系统,通过深度学习识别0.1mm级的表面缺陷,废品率从5%降至0.8%。
型材拉弯成形过程模拟属于高度非线性准静态问题,选择动力显示模块进行数值模拟时,需要考虑模拟分析步时间的敏感性。针对通用的型材拉弯工艺,在模拟分析步时间的敏感性分析基础上,采用ABAQUS/Explicit模块,建立了型材拉弯成形的准静态分析有限元模型。并采用ABAQUS/Standard模块分析预测回弹、侧壁厚度和截面畸变。为验模拟方法的有效性,采用A-7B数控拉弯成形机完成2024-O铝合金Z型截面型材拉弯试验,测量试验件的回弹量、厚度和截面畸变情况。试验与模拟结果对比表明:补拉伸量对回弹量、厚度和截面畸变的影响趋势一致,其中,回弹量和厚度的平均相对误差分别为13.74%,1.66%。建立的模型能有效地应用于铝合金型材拉弯成形模拟。
绕弯成形工艺(1)绕弯成形工作原理绕弯工艺分两种工作模式:①模式1:如图13所示,外辊轮4绕内辊轮8做回转运动,并且在内外辊轮的径向辊压力作用下,材料被碾压成形,称为“行星轮式”。②模式2:如图14所示,材料1被U形夹3固定在弯模2上,弯模2做圆周运动并带动材料1在压紧模5及导向模4作用下完成弯弧。两种模式的区别在于:模式1材料纵向不动,而模式2材料在纵向随弯模运动,模式2在进行薄壁型材的弯弧中可以加入芯块,材料截面变形。绕弯成形在型材的弯弧工艺中被广泛应用,两种绕弯模式的有机结合可以进行复杂多弧度工件的实现,如图15中所示S形工件的绕弯。5.结语以上介绍的四种弯弧工艺是目前铝合金型材弯弧常用的方法,在实际工艺开发中,具体采用哪种工艺需要根据弯弧工件的设计和理论计算进行全面分析,还需结合各种类似的工件进行经验比对,在模具或工装的设计前期将弯弧件预计会出现的问题进行罗列,结合各工艺方法进行分析,在进行工装设计时有相应的措施来应对弯形中出现的问题。型材弯弧是一项综合的技术,各种弯弧原理需要吃透,且工艺设计人员在工作中需长期不断地总结经验,不断积累,才能针对各种各样的弯弧工件采取有效合理的弯弧生产方案。
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8、 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,5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算(续3),截面边缘屈服时,轴心力作用下的临界力N0和轴心力与弯矩共同作用下的临界力N不同,N0N。,在式(5-7)中,因,解得,将此v0值代入式(5-6)中,整理得,即,(5-8),这就是由边缘屈服准则导出的相关公式。,河区谤齐累吧桅挛蕊召邀循统滨温麓纪袋黑抿捌胞烘拟硕涸冉都怂割愚宝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,5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算(续4),钢结构设计规范将式(5-8)作为计算格构式压弯构件绕虚轴平面内稳定计算的相关
铝合金型材由于其高比强度、轻质和优良的成形性,越来越多地用作高速列车组的车体制造。在实际生产中,有效控制铝合金型材弯曲回弹并实现成形,依然是材料加工领域迫切需要解决的问题。本文分别通过解析计算和数值模拟方法对轨道列车开口结构型材弯曲成形中的回弹现象进行了研究,使用解析计算方法对型材弯曲回弹进行了预测,通过数值模拟方法对弯曲工艺参数进行优化,对于复杂曲率型材的成形,设计了拉压复合成形工艺。本文的主要研究内容及成果如下:(1)选择常用的6005A铝合金型材,进行了拉伸测试,获得了材料力学性能参数;选择3种典型型材零件,分别建立了拉弯成形、压弯成形和拉压复合弯曲成形的有限元模型。(2)对型材的弯曲加载过程和卸载回弹过程进行了受力分析,推导了型材弯曲加载后、卸载后和反向弹性加载后的应变表达式,建立了型材平面弯曲回弹的几何约束方程,并推导出型材拉弯和压弯成形回弹半径计算公式。将推导的回弹计算公式分别应用到三种型材弯曲成形的回弹计算中,并将计算结果与数值模拟结果进行了对析。结果表明在拉弯和压弯小曲率变形时,回弹解析计算结果与数值模拟结果的误差较小,其小误差范围分别为1.15%~2.26%和1.44%~1.83%。(3)通过数值模拟分析了不同工艺参数对铝合金型材拉弯成形的影响规律。结果显示,型材回弹量随预拉伸量、补拉伸量、包覆拉伸量和弯曲贴模角度的增大而减小,随着摩擦系数的增大而增大;型材成形后的截面畸变基本上随预拉伸量、补拉伸量和包覆拉伸量的增加而增加。将几种不同包覆拉伸量下型材回弹的模拟结果与解析计算结果进行对比研究,发现包覆拉伸量从0%增加到5%时,解析计算预测的回弹后半径值与数值模拟的相对偏差从1.83%降低到了1.01%。对铝合金型材压弯成形进行数值模拟,研究了弯曲半径、摩擦系数和弯曲中心角等工艺参数对型材压弯成形回弹的影响规律。模拟结果表明,在型材的同一位置上,弯曲半径和摩擦系数越大回弹越大,弯曲中心角越大回弹越小。(4)针对复杂曲率型材零件,提出了拉压复合成形方法。对先拉弯再分段压弯、压弯后补拉伸和拉弯-压弯同时加载的三种拉压复合成形方案进行了数值模拟研究。分析了型材拉压复合成形的规律,以及不同加载方式对回弹的影响。研究发现:在成形部大曲率型材时,采用先拉弯再分段压弯的成形方案可以有效改善拉弯加载下型材曲率过渡位置成形精度低的问题;采用压弯后补拉伸的成形方案可以在一定程度上减小压弯成形中回弹导致的成形误差。在成形收边-放边组合弯曲型材时,三种拉压复合成形方案中,先拉弯再分段压弯的回弹小,大回弹误差仅为1.4mm;拉弯-压弯同时加载的大回弹误差为2.8mm;采用压弯后补拉伸的成形方案同样可以降低压弯成形下的回弹,但整体成形精度并不高,大成形误差为9.1mm。