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摘要管材弯曲成形是先进塑性加工技术的一个重要方向。 但由于管材中空结构的特点，在弯曲过程中制品的尺寸精度控制和缺陷预测比较困难。而随着有限元模拟技术发展，让管材弯曲成形过程的定量研究成为可能。本课题利用有限元模拟软件 DEFORM-3D研究了 CDA110铜合金压弯成形过程中弯曲圆角半径、跨距和壁厚对弯曲成形力和回弹量的影响规律。结果表明，弯曲半径、壁厚对成形力的影响呈正相关关系，而跨距则呈反相关关系；随着壁厚的增大回弹变小，跨距与回弹呈正相关关系，而当弯曲半径为80mm 时回弹最小。41335
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毕业论文关键词 管材 弯曲 壁厚 回弹
Ti tl e An a l y s i s of CD A 1 1 0 co p p e r al l o y tu b ebe n d i n g fo r m i n g pr o c e s sAb st r ac tT u b e b e n d i n g i s a d v a n c e d p l a s t i c p r o c e s s i n g t e c h n o l o g yi s a n i m p o r t a n t d i r e c t i o n . B u t du e t o t h ec h a r a c t e r i s t i c s o f h o l l o w s t r u c t u r a l t u b e . I n t h eb e n d i n g p r o c e s s o f p r o d u c t d i m e n s i o n pr e c i s i o n c o n t r o la n d d e f e c t p r e d i c t i o n m o r e di f f i c u l t . A n d w i t h t h ef i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n t e c h n o l o g y d e v e l o p m e n t , m a k ep i p e b e n d i n g p r o c e s s o f q u a n t i t a t i v e r e s e a r c hp o s s i b l e .T h i s to p i c us i n g f i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n s o f t w a r eD E F O R M - 3 D w a s s t u d i e d C D A 1 1 0 o f co p p e r a l l o y b e n d i n gf o r m i n g p r o c e s s o f b e n d i n g r a d i u s , s p a n a n d w a l lt h i c k n e s s o f b e n d i n g f o r c e a n d s p r i n g b a c k i n f l u e n c e s .T h e re s u l t s sh o w th a t , c u r v a t u r e r a d i u s a n d w a l lt h i c k n e s s i n f l u e n c e o n t h e f o r m i n g f o r c e i n t o p o s i t i v ec o r r e l a t i o n a n d c r o s s d i s t a n c e a r e i n v e r s e l y r e l a t e d ;w i t h t h e t h i c k n e s s i n c r e a s e o f s p r i n g b a c k b e c o m e ss m a l l , s p a n a n d th e r e b o u n d w a s p o s i t i v e l y r e l a t e d an db e n d i n g ra d i u s i s 8 0 m m m i n i m u m sp r i n g b a c k .
Ke ywo r d s t u b e b e n d w a l l t h i c k n e s s s p r i n g b a c k
目次
1绪论1
1.1管材弯曲分类.1
1.2管材压弯成形工艺基本原理及特点.2
1.3本课题的研究目的及意义2
2弯曲成形有限元模拟研究现状3
2.1有限元法的发展过程.3
2.2管材弯曲数值模拟研究现状3
3模拟方案及过程.5
3.1模拟研究对象.5
3.2正交数值模拟实验过程5
3.3模拟步骤6
4模拟实验结果及分析.10
4.1弯曲成形的模拟结果.10
4.1.1等效应力.10
4.1.2等效应变.13
4.1.3等效应变速率.16
4.2弯曲成形力变化分析.20
4.3弯曲回弹程度分析.22
4.4中性层的偏移.22
4.5截面畸变的分析.24
结论25
致谢26
参考文献27
1 绪论铜管是通过轧制或拉拔生产的一种有色金属管材，具有良好的耐腐蚀性、散热性和强度塑性，在电子产品、建筑工程和机械制造等领域有重要的应用。铜管弯曲成形中的模具参数和材料参数对弯曲零件的尺寸精度和形状精度有较为复杂的影响[1]。管材具有特殊的中空结构以及受多重非线性因素的影响，因而弯曲变形的理论研究进展比较缓慢[2]。随着计算机的应用、有限元法理论发展和关键技术的解决，塑性有限元数值模拟己经成为分析金属塑性加工非常有效的重要工具之一[3]。随着 ANSYS，DEFORM，MARC 等有限元软件的推出，通过在计算机上进行数值模拟，来预测和防止模具缺陷的产生及型材变形。本文通过商用有限元模拟软件DEFORM-3d分析CDA110铜合金管材压弯成形过程中弯曲圆角半径、管材直径和壁厚对弯曲截面畸变、壁厚变化、破裂、起皱、弯曲成形力和回弹量的影响规律，从而为铜合金管材弯曲成形工艺的研究开发提供定量依据。1.1 管材弯曲分类管材弯曲方法很多。按照弯曲方式分为绕弯、推弯 、压弯和滚弯。绕弯是在卧式或立式弯管机上进行的弯曲加工。根据其工艺特点,又可分为无芯弯管、有芯弯管和顶压弯管三种[4-5]。推弯是在压力机、 液压机或专用推制机上进行弯曲加工， 主要用于弯制弯头。根据推弯工艺特点，又可分为型模式冷推弯管和芯棒式热推弯管两种。压弯是最早用于弯曲加工的工艺方法， 它是在液压机上利用模具或胚具对管坯进行弯曲加工。 压弯方法既可弯制带直段的管件，又可弯制弯头。滚弯是用三个驱动辊轮对管材进行弯曲加工， 其滚弯方法及滚弯机工作原理与板材滚弯基本相同， 区别仅在于管材滚弯所用的辊轮具有与弯曲管坯断面形状相吻合的工作表面。有时为了满足管件的特定形状要求，或为减轻弯曲加工工艺难度，也采用其他的特殊弯曲方法，如折皱弯管方法等。近年来又出现了诸如热应力弯曲、数控机床绕弯等新的弯曲工艺 。
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