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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（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件承受承受轴轴心心压压（或拉）力和（或拉）力和绕绕截面形心主截面形心主轴轴的弯矩作用的弯矩作用偏偏压压（或偏拉）（或偏拉）构件构件弯矩由偏心弯矩由偏心轴轴力引起力引起时时7-1应用和截面形式应用和截面形式压弯构件压弯构件 拉弯构件拉弯构件7-17-1应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式钢结构基本原理及设计钢结构基本原理及设计2 2单单单单向向向向压压压压弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯矩作用在截面的一个主弯矩作用在截面的一个主轴轴平面内平面内双向双向压压弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯矩作用在两个主弯矩

　　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。

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　　方管铝合金拉弯加工工艺方管铝合金拉弯加工厂在明确以上信息过后就可以投入生产，铝合金拉弯标准，工作人员还需要结合上述内容来确定参数信息，在输入了准确的数据信息过后可以避免在加工期间出现误差。

　　现在负责实行方管拉弯加工的场所比较多，但如果在实行加工的过程中没有注意材料的加工程序，后就容易产生大量废品，也会为厂增加更多费用负担，铝合金拉弯生产厂家，在实行方管拉弯加工期间要注意所制定的工作流程有哪些，原材料的添加比例是如何要求的，所选用的设备以及工艺诀窍是否合适等，这些都是影响到方管拉弯加工质量的重点因素。

　　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。