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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。

　　）构件:弯矩作用在构件两主轴平面的构件。,5.1拉弯和压弯构件的特点,图5-1 拉、压弯构件,掣场财刻娶蓬亭钾滤复娜语渍和官衷滔滤闪尾朽丈桩冒雅书嘎忿靖疤调浮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,5.1拉弯和压弯构件的特点（续1）(22次),金属结构中压弯和拉弯构件的应用十分广泛。例如有节间荷载作用的桁架上下弦杆（图5-2）、工业建筑中的厂房框架柱（图5-3）、汽车式起重机起重臂、塔式起重机的塔身等。,图5-2 屋架中的拉、压弯构件,图5-3 单层工业厂房框架柱,疟搐板沪厕铡严唾痕瞄筛利蒋芥钉咳栗秒碧格纬妹娘判姓啡腔痘彤舔坑印金属结构设计第五

　　铝合金拉弯加工时常用哪些方法？弯曲成形法:有三种方法较为常用，一种方法叫伸展法，另一种方法叫冲压法，第三种滚轮法，有3-4个辊，两个固定辊，一个调整辊，调整固定辊距，成品管件就是弯曲的。

　　冲压法:在冲床上用带锥度的芯子将管端扩到要求的尺寸和形状。弯管加工时还会采用鼓胀法:一种会在管内放置橡胶，上方用冲子压缩，使管子凸出成形；另一种方法是液压膨胀成形，在管子中部充入液体，液体压力把弯管鼓成所需要的形状，波纹管的生产大部分用的是这种方法。

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　　空间三维工件在高速列车车头结构件及飞机制造业上有较多应用，产品技术含量高，模具投入成本大，研发周期长，产品的附加值较高。图5、图6为拉弯工艺成形工件的典型实例。2.辊弯成形工艺（1）辊弯成形工作原理辊弯机一般分为立式辊弯机和卧式辊弯机，如图7、图8所示。立式辊弯机上料操作方便，对于长大工件则宜采用卧式，如图9所示。辊弯机各轴工艺位置均由伺服电动机控制，液压马达系统驱动各轴的联动，通过可编程序控制器（PLC）控制伺服电动机进行动作。在设备辊轮轴对工件进行辊弯的同时，设备上的编码器实时监测工件辊弯的弧长并将数据进行反馈系统，设备根据设定程序进行多次往复辊弯或多弧度辊弯的轨迹运动。（2）辊弯成形工艺特点辊弯机一般多数用来单圆弧工件的制作，模具制作周期短，投入成本低，操作简单。对于多圆弧工件，数控辊弯机可以实现工件的多弧度弯形要求，但由于铝型材本身材料硬度的差异，加之工件多弧度每个弧段变形程度不同，反弹不均，生产时工件形状一致性不好，需要后期人工校形。辊弯工艺适合大批量单一弧度工件或小批量多弧段工件的生产。（3）辊弯成形工艺关键技术辊弯工艺难易程度取决于弯形材料的截面形状，辊轮模具设计是工件成形技术的关键，一般模具材料选用45调质钢或模具钢经车床车削而成，通过热处理及表面镀铬等工艺获得模具硬度和表面粗糙度要求。尤其不规则不对称的型材截面，辊轮很容易将铝型材表面划伤。也可在钢模具与铝型材间加尼龙轮，既了模具的强度，又不使铝型材与钢模具直接接触，避免材料表面的划伤。典型辊弯工件示例，如图10、图11所示。

　　（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。