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作者：汤月宝南京航空航天大学

学位级别：硕士

管材弯曲成形是目前航空导管加工的主要工艺方法。然而这是一个多因素耦合交互作用下可能发生各种缺陷的复杂加工过程,这使得对管材弯曲成形的缺陷预测和控制成为管材弯曲成形技术研究与发展迫切需要解决的难题。本文对管材弯曲成形数... 详细信息

管材弯曲成形是目前航空导管加工的主要工艺方法。然而这是一个多因素耦合交互作用下可能发生各种缺陷的复杂加工过程,这使得对管材弯曲成形的缺陷预测和控制成为管材弯曲成形技术研究与发展迫切需要解决的难题。本文对管材弯曲成形数值模拟技术的相关问题进行了深入的研究,在对管材弯曲成形技术在航空航天和汽车工业中的国内外应用状况、成形原理、工艺分类以及特点和局限分析的基础上,重点讨论了管材弯曲成形的模具结构;对弯曲成形中涉及的部分加载参数的计算公式进行了推导;管坯的自动生成、管材弯曲成形模中各种工具的定义和生成、以及管材弯曲成形工艺参数控制等。该模块不仅可以实现对管材弯曲成形过程的数值模拟分析,而且可用于对成形过程中可能发生的各种缺陷做出预测。在上述相关的技术研究的基础上,开发了管材弯曲成形数值模拟模块,实际应用表明:采用CAE技术对管材弯曲成形过程进行数值模拟能提高管材弯曲零件的质量、缩短产品开发周期、降低生产成本,从而实现管材弯曲成形具有重要意义,同时对其它类型产品的数值模拟系统的研究开发也有一定的参考价值。

关键词：管材弯曲成形数值模拟有限元法加载参数模型构造

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管材弯曲成形专利技术分析

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中国科技信息 2016年第18期 105-106页

作者：葛慧琳国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

本文对管材弯曲成形技术领域专利进行了定量分析,包括对专利申请量、专利申请类型、专利申请人等方面的分析,详细介绍了管材弯曲的技术发展历程及国内专利申请情况,并对该技术领域的国内外的专利申请趋势进行了简要的统计和分析。

关键词：管材弯曲成形领域定量分析专利申请量推弯专利技术滚弯

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基于PAM-TUBE 2G的管材弯曲成形数值模拟分析

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航空制造技术 2007年第Z1期50卷 300-302页

作者：陶延民刘富王玮王书恒沈阳飞机工业有限责任公司沈阳飞机工业有限责任公司伊塞-埃特控股有限公司伊塞-埃特控股有限公司

管材弯曲成形工艺是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法.在实际生产过程中,管材过度减薄或开裂、管材断面形状畸变严重、管材内侧失稳起皱等问题严重影响管材弯曲成形零件质量.PAM-TUBE 2G可以解决在管材弯曲成形工艺过程中模具设计... 详细信息

管材弯曲成形工艺是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法.在实际生产过程中,管材过度减薄或开裂、管材断面形状畸变严重、管材内侧失稳起皱等问题严重影响管材弯曲成形零件质量.PAM-TUBE 2G可以解决在管材弯曲成形工艺过程中模具设计、下料估计、精确成形模拟分析、回弹计算等问题.实例证明了PAM-TUBE 2G用来解决弯管成形工艺模拟是高效的.

关键词：数值模拟管材弯曲成形回弹

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连续变截面差厚管弯曲成形研究

连续变截面差厚管弯曲成形研究

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作者：张遥重庆交通大学

学位级别：硕士

轧制差厚管（TRB管）由厚度连续性变化的轧制差厚板（Tailor Rolled Blank,TRB）通过弯曲、冲压、激光焊接等工艺制造而成。TRB管具有独特的中空结构同时存在因厚度差异而出现的壁厚分区,一方面能满足轻量化、强韧化的目的,另一方面又... 详细信息

轧制差厚管（TRB管）由厚度连续性变化的轧制差厚板（Tailor Rolled Blank,TRB）通过弯曲、冲压、激光焊接等工艺制造而成。TRB管具有独特的中空结构同时存在因厚度差异而出现的壁厚分区,一方面能满足轻量化、强韧化的目的,另一方面又可以实现强度分化,即不同的强度要求对应于不同的壁厚区域。管材弯曲成形过程中存在应力分布不均匀的特点,从而导致弯曲外凸侧壁厚减薄、内凹侧壁厚增加影响其成形质量。为了厘清TRB管能否适应于弯曲成形过程中的应力分布不均以获得成形质量更高的弯管件,研究了薄区壁厚、过渡区长度、过渡区厚度差对于TRB管弯曲成形质量的影响并对三种结构参数进行了优化;研究了弯曲速度、芯轴与管壁间隙以及芯轴球头宽度对于TRB管有芯弯曲成形质量的影响;设计了偏心截面轧制差厚管,研究了弯曲角度、弯曲半径对其成形质量的影响,并推导出了弯管件稳定变形区壁厚预测公式。建立了TRB管无芯弯曲有限元模型,研究了薄区壁厚、过渡区厚度差和过渡区长度对TRB管弯曲成形质量的影响。增大薄区壁厚、降低过渡区长度、减小过渡区厚度差有助于提高管弯曲成形质量,但对于管壁厚增厚率影响效果不明显。为了提高TRB管弯曲成形质量,建立了弯曲质量评价指标与结构参数之间的近似模型并进行了精度验证,进而对结构参数进行优化,结果表明:优化解与仿真模拟解误差均小于5%,说明结论的可靠性;与初始值相比,TRB弯曲管件最大壁厚减薄率下降了0.369%,最大壁厚增厚率减小了0.313%,最大短轴变化率降低了1.852%,弯曲成形性能得到提高,说明优化方法具有良好的工程实用性。建立了球窝式柔性芯轴以及TRB管有芯弯曲有限元模型,研究了弯曲速度、芯轴与管壁间隙、芯轴球头宽度对于TRB弯管最大壁厚减薄率、最大壁厚增厚率的影响。结果表明:芯轴与管壁间隙越大,弯管最大壁厚减薄率越大,弯曲速度与球头宽度对减薄率影响效果不明显;弯曲速度、芯轴与管壁间隙、球头宽度过大或过小均不利于弯曲内侧管壁成形质量的提高。根据管材弯曲成形规律,设计了偏心截面轧制差厚管（偏心TRB管）,建立了偏心TRB管有芯弯曲模型,研究了偏心TRB管弯曲成形规律以及弯曲角度、弯曲半径对其弯曲成形质量的影响。结果表明:相比等厚弯管,偏心TRB弯管外凸侧管壁减薄率更低,适合于成形精度要求不高但是对弯管成形性能要求较高的应用场景;弯曲角度对于偏心TRB弯管成形质量影响效果不明显,增大弯曲半径有利于提高偏心TRB管的成形质量,但是当弯曲半径过大时,对于减缓管壁起皱的效果将会变得越不明显;利用偏心TRB弯管稳定变形区壁厚预测公式计算得到的外凸侧壁厚值误差均低于5%,考虑到失稳起皱的影响,对公式调整后得到的内凹侧壁厚值误差在6%至7%之间,说明此预测方法具有一定的参考意义。

关键词： TRB管管材弯曲成形多目标优化芯轴偏心TRB管

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管材弯曲的一步逆成形有限元法研究

管材弯曲的一步逆成形有限元法研究

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作者：钱文清南京航空航天大学

学位级别：硕士

金属弯管件具有高强度、轻量化的特点,在航空航天、汽车、轨道交通等领域应用广泛。随着制造业的高速发展,人们对弯管的性能提出了更高的要求。有限元数值模拟方法可准确预示管材弯曲成形性能,辅助成形工艺的改进,节约时间成本和经济成... 详细信息

金属弯管件具有高强度、轻量化的特点,在航空航天、汽车、轨道交通等领域应用广泛。随着制造业的高速发展,人们对弯管的性能提出了更高的要求。有限元数值模拟方法可准确预示管材弯曲成形性能,辅助成形工艺的改进,节约时间成本和经济成本。但增量有限元法需完备的模具信息,且操作复杂、求解时间较长,在管路系统设计初期适用性较差。本文提出一种基于全量理论的管材弯曲一步逆成形有限元法。该方法以直管坯为初始构形,已知的弯管件为最终构形,将成形过程视为比例加载,根据虚功原理建立起全量理论的有限元平衡方程,并在一个大步长内进行迭代求解,预示出弯管件的厚度及应变分布。考虑到成形过程中的弯曲效应,采用DKT12壳单元划分网格,推导了单元刚度矩阵及节点内力。基于一步逆成形法求得的节点位移,利用隐式算法模拟了弯管回弹。重点研究了管材弯曲一步逆成形的初始解预示技术:首先通过自主开发的针对弯管件的规则化网格生成算法,根据弯管件的关键几何信息自动建立网格模型;然后引入保形参数化方法求解初始管坯的节点位置;最后采用基于线弹性反向变形的网格光顺算法调整节点位置,得到高精度初始解。根据以上理论自主开发出管材弯曲一步逆成形程序,对空间弯管和螺旋管进行了一步逆成形模拟,并与LS-DYNA、ABAQUS/Explicit的仿真结果及试验值对比,验证了该程序的高精度和高效性,同时说明了管材弯曲一步逆成形法具有工程应用价值。

关键词：管材弯曲成形有限元法一步逆成形全量理论初始解

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弯管横截面畸变的试验与分析

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兵工学报 2006年第4期27卷 698-701页

作者：鄂大辛宁汝新古涛北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

在管材弯曲成形系列研究中,针对弯管壁厚变薄及横截面形状变形现象,展开了试验及有限元模拟分析。在平面应力和三向应力状态假设下,分别推导出弯管壁厚减薄率和横截面短轴变化率相互关系的近似计算公式。通过弯曲试验对公式计算值进行... 详细信息

在管材弯曲成形系列研究中,针对弯管壁厚变薄及横截面形状变形现象,展开了试验及有限元模拟分析。在平面应力和三向应力状态假设下,分别推导出弯管壁厚减薄率和横截面短轴变化率相互关系的近似计算公式。通过弯曲试验对公式计算值进行了比较和验证,结果表明,平面应力假设条件下的公式计算值相对准确。相对弯曲半径较大时,弯管外侧管壁材料的径向变形较小,外侧管壁变薄是导致弯管横截面畸变得主要原因。公式计算值与试验结果仍存在一定偏差,通过大量试验进一步修正后,可应用于实际生产。

关键词：固体力学管材弯曲成形横截面畸变平面应力状态壁厚减薄短轴变化率

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