型材拉弯成形仿真及精度控制研究

【摘要】随着世界经济一体化，市场竞争日益激烈，面对国外先进产品的挑战，我国的车辆、飞机制造业亟需提高制造精度、缩短研发制造周期和降低制造成本。拉弯成形是一种重要的弯曲成形方法，可以有效减少回弹，实现型材的高精度弯曲，被广泛应用于汽车、轨道车辆、航空航天等领域。采用拉弯成形生产的零件一般精度要求较高，采用传统的试验法已经不足以对复杂截面型材的成形过程进行指导。目前实现计算机辅助与实际拉弯加工相结合，研究不同截面型材的拉弯成形性，进而优化拉弯工艺参数逐渐成为目前拉弯研究的热点。本文介绍了型材拉弯的基本原理，对加载模式为P-M-P的型材拉弯工艺进行理论研究：基于双线性强化模型，分别分析了型材小曲率拉弯和大曲率拉弯在不同阶段下的截面应力应变分布关系，并推导了型材在拉弯卸载后的弹性回复关系式。利用ABAQUS模拟软件建立张臂式拉弯有限元模型，研究了角形截面铝合金型材的拉弯成形性。分析了型材壁厚、立边高度、包覆拉伸量和拉弯半径对回弹和截面畸变的影响规律。本文以某地铁铝合金门立柱拉弯构件为实例，基于有限元技术对其成形工艺进行了仿真分析。确定成形缺陷的产生原因，优选工艺参数和成形方案，对实际生产具有一定的指导意义。此外，针对铝合金型材拉弯时延伸率不宜过大导致卸载后回弹超标的问题，本文基于模具回弹补偿原理，利用CAD/CAE技术优化模具型面，使其工件成形精度得到进一步改善，实验结果显示，优化后构件轮廓精度得到提高。
【作者】卢睿；
【导师】徐虹；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】型材；拉弯；回弹补偿；铝合金；数值模拟；

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